丹麥研發(fā)回收泡沫床墊新技術(shù) 有望解決污染問題

       全球聚氨酯泡沫的使用量不斷攀升，但這些泡沫制成的床墊、海綿等商品在報廢時，往往選擇掩埋或焚燒，造成嚴重的環(huán)境污染?，F(xiàn)在，丹麥科學家找到了更好、更經(jīng)濟的方法，對聚氨酯泡沫進行回收再利用，有望解決污染問題。

　　聚氨酯是一種用途廣泛的聚合物材料（長鏈分子），其主要成分是“多元醇”和“異氰酸酯”化學合成后的塑膠材料，它可以做成低速輪胎、床墊、海綿、風力渦輪機葉片、電纜等。據(jù)統(tǒng)計，全球聚氨酯產(chǎn)量在2022年接近2,600萬噸，預計到2030年會達到3,130萬噸。

　　傳統(tǒng)的PUR回收方法效率低下，主要在于PUR是熱固性材料，無法通過常規(guī)的加熱或重塑再利用，大多只能通過機械粉碎、加入異氰酸酯進行黏合回收，但回收方法效果十分有限，最終不可避免地只能掩埋或焚燒處理。

　　另外，大多數(shù)化學PUR回收工作都以軟質(zhì)PUR的解聚為目標，其原因是多數(shù)的商業(yè)軟質(zhì)PUR泡綿產(chǎn)品，是基于不同異氰酸酯和多元醇組成的共聚物，但分離這些產(chǎn)品容易產(chǎn)生有毒的物質(zhì)。

　　這次，擁有近百年歷史的丹麥奧爾胡斯大學的研究人員通過一種“酸解工藝”的新方法，將軟質(zhì)聚氨酯泡綿進行有效分離，變成可重復利用的原材料。這項研究成果于6月底發(fā)布在《綠色化學》期刊上。

　　研究人員采用的“酸解工藝”關(guān)鍵在于琥珀酸，琥珀酸被用于解聚劑（分解聚合物）。因為琥珀酸能夠有效地將軟質(zhì)PUR泡沫分解成甲苯二胺琥珀酰亞胺，并通過水解或釕金屬催化氫化，最終得到二苯胺和多元醇。

　　這兩種物質(zhì)都可以被用于生產(chǎn)新的PUR材料，而二苯胺可以重新生產(chǎn)新的異氰酸酯，整個過程對于回收十分有利。

　　他們選用琥珀酸的原因還在于它是一種天然、易取得的酸，常用于食品添加劑或塑膠制造，還可以作為某些可生物降解聚合物的物質(zhì)，且被證明無需其它化學物品也能與PUR進行反應。

　　實驗過程中，他們先是將酸解軟質(zhì)PUR泡沫浸泡在琥珀酸環(huán)境中，使其能夠輕松將里面的多元醇分離出來。之后再利用氫氧化鈉水溶液進行堿解，獲得二苯胺相關(guān)物質(zhì)，且過程中釋放出許多無毒的二氧化碳。

　　這種方法產(chǎn)生多元醇和二苯胺的回收率高達83%，可與商業(yè)使用化學劑進行黏合回收效果相媲美。

　　另外，研究人員還嘗試把該技術(shù)應用于硬質(zhì)聚氨酯泡沫，去驗證這種方法是否能夠擴展到其它種類的聚氨酯。實驗結(jié)果顯示，效果要比軟質(zhì)PUR泡沫回收率差，僅可以收回一部分的原材料，不過初步結(jié)果表明該方法具有潛力，只需要做進一步改進。

　　硬質(zhì)聚氨酯泡沫是一種分子復雜且難以回收的物質(zhì)，占整個聚氨酯市場的25%，常用于冰箱、房屋以及住宅區(qū)熱水鋼管周圍的隔熱材料上。

　　奧爾胡斯大學跨學科納米科學中心助理教授斯特凡?科維斯特?克里斯滕森對該校的新聞室表示，該方法很容易擴大規(guī)模，但仍需進一步研究以處理來自消費者的PUR廢料。但要進入循環(huán)經(jīng)濟中，仍有很長的一段路要走。