研究人员找到一种更经济的方法，可高效回收软质聚氨酯泡沫

全球聚氨酯泡沫的使用量不断攀升，但这些泡沫制成的床垫、海绵等商品在报废时，往往选择掩埋或焚烧，造成严重的环境污染。现在，丹麦科学家找到了更好、更经济的方法，对聚氨酯泡沫进行回收再利用，有望解决污染问题。

聚氨酯是一种用途广泛的聚合物材料（长链分子），其主要成分是“多元醇”和“异氰酸酯”化学合成后的塑胶材料，它可以做成低速轮胎、床垫、海绵、风电叶片、电缆等。据统计，全球聚氨酯产量在2022年接近2,600万吨，预计到2030年会达到3,130万吨。

传统的聚氨酯泡沫回收方法效率低下，主要在于聚氨酯泡沫是热固性材料，无法通过常规的加热或重塑再利用，且现有的回收方法效果十分有限，最终不可避免地只能掩埋或焚烧处理。

另外，大多数聚氨酯泡沫化学回收工作都以软质聚氨酯泡沫的解聚为目标，其原因是多数的商业软质软质泡沫产品，是基于不同异氰酸酯和多元醇组成的共聚物，但分离这些产品容易产生有毒的物质。

这次，拥有近百年历史的丹麦奥尔胡斯大学（Aarhus University, AU）的研究人员透过一种“酸解工艺”的新方法，将软质聚氨酯泡沫进行有效分离，变成可重复利用的原材料。这项研究成果于6月底发表在《绿色化学》期刊上。

研究人员采用的“酸解工艺”关键在于琥珀酸，琥珀酸被用于解聚剂（分解聚合物）。因为琥珀酸能够有效地将软质聚氨酯泡沫分解成甲苯二胺琥珀酰亚胺，并通过水解或钌（Ru）金属催化氢化，最终得到二苯胺（TDA）和多元醇。

这两种物质都可以被用于生产新的聚氨酯泡沫材料，而二苯胺可以重新生产新的异氰酸酯，整个过程对于回收十分有利。

他们选用琥珀酸的原因还在于它是一种天然、易取得的酸，常用于食品添加剂或塑胶制造，还可以作为某些可生物降解聚合物的物质，且被证明无需其它化学物品也能与聚氨酯泡沫进行反应。

实验过程中，他们先是将酸解软质聚氨酯泡沫浸泡在琥珀酸环境中，使其能够轻松将里面的多元醇分离出来。之后再利用氢氧化钠水溶液进行碱解，获得二苯胺相关物质，且过程中释放出许多无毒的二氧化碳。这种方法产生多元醇和二苯胺的回收率高达83%。

另外，研究人员还尝试把该技术应用于硬质聚氨酯泡沫，去验证这种方法是否能够扩展到其它种类的聚氨酯。实验结果显示，效果要比聚氨酯泡沫回收率差，仅可以收回一部分的原材料，不过初步结果表明该方法具有潜力，只需要做进一步改进。

硬质聚氨酯泡沫是一种分子复杂且难以回收的物质，占整个聚氨酯市场的25%，常用于冰箱、房屋以及住宅区热水钢管周围的隔热材料上。

奥尔胡斯大学跨学科奈米科学中心（iNANO）助理教授Steffan Kvist Kristensen表示，该方法很容易扩大规模，但仍需进一步研究以处理来自消费者的聚氨酯泡沫废料。但要进入循环经济中，仍有很长的一段路要走。