新颖的化学回收工艺：研究人员分解并重塑聚氨酯泡沫

从床垫到鞋子，聚氨酯已经融入我们生活中的方方面面。然而，一旦这些产品不再被需要或者生命周期结束，它们就会被丢弃到世界各地的垃圾填埋场和海洋里。

现在，美国西北大学的一组研究人员开发出了一种新的聚氨酯泡沫回收方法。该方法使用无毒、更环保的催化剂。

该工艺涉及化学反应，在锆基催化剂和发泡剂的作用下加热聚氨酯泡沫后，同时对其进行再加工和 "重新发泡"。再生的泡沫保持了其耐久性以及结构和化学完整性。

西北大学温伯格文理学院的化学教授William Dichtel领导了该研究小组。他称这一突破性发现是 "向前迈出的重要一步"。当生产出具有循环生命周期的塑料时，它们将成为未来经济的重要组成部分。

William Dichtel是西北大学Paula M. Trienens可持续发展与能源研究所的一名教员，他表示："需要采用这种催化剂方法的聚合物类型被称为热固性聚合物或交联聚合物。热固性聚合物之所以重要，是因为它们具有卓越的耐久性和稳定性，但这些特性是以牺牲可回收性为代价的。回收热固性塑料的新方法将减少温室气体排放、节约能源并减少垃圾填埋。”

这种 "循环生命周期" 指的是在质量和价值损失最小的情况下对材料进行再加工或再制造，而不是使用一次就丢弃或销毁。

传统的聚合物塑料回收利用是将塑料熔化，然后铸造用于新的用途。但更耐用的塑料因具有交联结构而不能被熔化。例如用于喷涂泡沫隔热材料、汽车内饰和各类服装的聚氨酯泡沫。

William Dichtel和他的团队开发了一种回收和重塑现有聚氨酯泡沫产品的新方法。具体方法是在使用厨房搅拌器将材料搅拌成小块后，在其中加入锆基催化剂。他们以前曾依靠锡基催化剂来完成这一过程，但这些催化剂毒性太大，无法做进一步的研究。

当聚氨酯加热时，锆催化剂会重新排列其化学键，使材料重新成型。与此同时，一种称为发泡剂的物质会产生新的气泡，这些气泡会被封闭在塑料中。这样，通常只使用一次的旧聚氨酯泡沫就变成了新的、重塑的新泡沫。

这一发现建立在William Dichtel之前的研究基础之上，该研究建立了一种将聚氨酯泡沫回收利用为固体塑料的方法。这些成果是向聚氨酯循环利用迈出的重要一步；然而，研究中生产的固体塑料产品并未用于商业用途。将一种泡沫回收利用成为另一种泡沫产品显示出更重要的地位，与主要聚氨酯生产商巴斯夫（BASF）的科学家开展的一项重要合作种促成了这研究成果的实现。

研究显示，这项新技术的影响是全球性的。这一发现可以应用于消费后的聚氨酯泡沫产品或未使用的工业废塑料。

William Dichtel谈到下一步计划时表示："我们很高兴能与巴斯夫的合作伙伴开展合作，巴斯夫是世界上最重要和最具创新性的聚氨酯生产商之一，我们将继续探索如何使聚氨酯更具循环性和可持续性。”