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突破性新工艺:聚氨酯实现100%完全循环再生

作者:admin 点击:162次 发布时间:2025-10-10

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。该方法利用碳酸二烷基酯进行解聚反应,能够同时回收多元醇和二异氰酸酯成分,为实现聚氨酯的完全循环利用提供了可能。

目前,聚氨酯的化学回收主要通过醇解、水解、酸解或氨解实现。这些方法虽能有效回收多元醇,但在分离过程中生成的二胺难以处理,且需使用光气才能将二胺再转化为二异氰酸酯。

研究团队意识到,若能以氨基甲酸酯形式回收二异氰酸酯部分,即可避免使用光气。更重要的是,这种方式可防止有效成分流失,提升回收效率。

为验证这一思路,团队在解聚反应中采用碳酸二乙酯(DEC)作为试剂和溶剂。该反应避免了亲核试剂的使用,从而不会释放游离二胺。此外,碳酸二乙酯可由生物乙醇与捕获的二氧化碳制备,有助于实现更可持续的工艺。

实验使用碳酸二乙酯和醋酸锌催化剂,成功解聚了由壳牌提供的TDI基聚氨酯泡沫样品。反应过程中,碳酸酯与聚氨酯中的氨基甲酸酯和脲键发生反应,最终实现了多元醇与芳香族单体的高效分离,且无氨基甲酸酯或二胺残留。

研究团队进一步测试了一系列原生及消费后的聚氨酯材料,包括软质泡沫、硬质泡沫、热塑性聚氨酯(TPU)、家用海绵、沙发与床垫弹性泡沫、MDI基鞋垫及透析管等。所有样品均表现出良好的单体回收率。

研究结论显示,这些早期小规模实验结果表明,该方法具有同时高效回收多元醇与芳香族单体的潜力。团队还提出,未来甚至可能通过羰基交换反应,使回收的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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