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研究人员通过新型解聚工艺实现聚氨酯的完全循环利用

发布时间:2025/10/9 10:22:13 来源:环球聚氨酯网

荷兰特温特大学的研究团队开发出一种回收聚氨酯的新方法。该研究团队采用碳酸二烷基酯进行解聚反应,可同时回收多元醇和二异氰酸酯成分,使聚氨酯实现完全循环利用成为可能。

目前,聚氨酯的化学回收通常通过醇解、水解、酸解或氨解来实现。这些方法能够有效地回收多元醇成分,但分离过程中同时生成的二胺却颇具挑战性,且需要光气才能将二胺再生为二异氰酸酯。

该研究团队意识到,如果能够将二异氰酸酯部分以氨基甲酸酯的形式回收,即可避免使用光气。更重要的是,以氨基甲酸酯形式回收这部分物质而非生成二胺,能防止有效成分流失。

为了验证这一概念,研究团队在解聚反应中使用碳酸二乙酯(DEC)同时作为试剂和溶剂。由于该反应避免了亲核试剂的使用,因此不会释放游离二胺。为实现更可持续的工艺,碳酸二乙酯可由生物乙醇与捕获的二氧化碳制备。

研究团队成功使用碳酸二乙酯和醋酸锌作为催化剂,使聚氨酯泡沫解聚,促进了碳酸酯与聚氨酯中氨基甲酸酯和脲键之间的反应。实际的TDI基聚氨酯泡沫样品由壳牌提供,其中包含典型的添加剂。最终反应中多元醇与芳香族单体均实现高收率分离,且无氨基甲酸酯或二胺残留。

研究团队对一系列原生和消费后软质泡沫、硬质泡沫和热塑性聚氨酯(TPU)进行了进一步研究,包括家用厨房海绵以及沙发和床垫的弹性泡沫。他们还研究了MDI基聚氨酯泡沫鞋垫和透析管。所有样品均实现良好的聚氨酯单体回收率。

研究结论表明,这些早期小规模实验结果展现出同时有效回收多元醇与芳香族单体的潜力。研究团队提出甚至可能通过羰基交换反应,使多元醇与芳香族氨基甲酸酯直接反应生成再生聚氨酯。




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