新的回收方法可使聚氨酯材料具有可持续性

明尼苏达大学的研究人员是可持续聚合物中心的一个国家小组的成员，他们发现了一种更好的方法来回收一种叫做聚氨酯的多功能塑料材料，可以防止材料变成废物。

过去的一些方法试图回收聚氨酯废料导致了材料质量下降。现在，研究人员已经找到了一种方法，利用一种创新方法将废旧聚氨酯回收为同等甚至更高质量的材料。

他们的研究结果在美国化学学会出版的《ACS中央科学》杂志上报告。

设在明尼苏达大学的可持续聚合物中心主任、明尼苏达大学化学教授Marc Hillmyer说："我们对可持续聚合物中心的这项新研究感到相当兴奋，因为对通常被视为废物的聚氨酯材料进行回收利用具有巨大的潜力。"它还展示了如何应用聚合物化学和聚合物加工的强大组合来帮助解决环境问题。"

聚氨酯就在我们身边。聚氨酯可以在床垫、绝缘材料、鞋类、建筑材料、汽车悬挂系统、地毯衬垫和许多其他产品中找到。这些产品的磨损和更换产生了大量的废物，并创造了对新的聚氨酯的需求，这些聚氨酯通常是由有毒的化学成分制成的。

传统的聚氨酯不能简单地通过加热来回收，因为该材料由聚合物网络组成，通过强大的化学键固定在一起，加热时不会流动。相反，聚氨酯只能通过机械方法或化学回收方法被降级为不太有用的材料。过去的其他方法使创新类型的聚氨酯具有可断裂和重组的交联，使其能够被回收利用。但这种方法需要行业将新的起始材料商业化，而且它不会解决传统废物在垃圾填埋场徘徊的问题。这些方法也没有在泡沫上测试过（泡沫是聚氨酯产品的一种非常常见的形式）。

在这项新的研究中，来自明尼苏达大学和西北大学的研究人员将聚氨酯泡沫或薄膜磨碎，然后将颗粒在催化剂溶液中混合。干燥后，这些颗粒被压缩成型以形成新的薄膜。压缩成型的薄膜形成了质量良好的产品，但压缩成型的泡沫产生了开裂和不均匀的材料。

研究人员通过开发一种双螺杆挤出工艺解决了这个问题，与压缩成型的方法相比，该工艺改善了回收泡沫的混合和去除空气。他们说，这种新方法可用于连续回收目前在垃圾填埋场和新产生的大量聚氨酯废物。

"挤压过程中聚氨酯在催化剂的作用下像液体一样流动，同时也被除去了空气。"明尼苏达大学化学工程和材料科学教授、该研究的资深作者之一Christopher Ellison说，"这种反应过程与塑料工业中已经用于其他目的的反应过程相似，这意味着该技术可以迅速产生影响。"

这项研究主要由国家科学基金会通过可持续聚合物中心资助。

该研究的作者来自明尼苏达大学化学工程和材料科学系，包括副教授Christopher J. Ellison、博士后助理Kailong Jin和本科生William Dean。来自西北大学化学系的作者包括William R. Dichtel教授、博士生Daylan T. Sheppard、博士后研究员Leslie S. Hamachi和访问博士前学者David J. Fortman。Fortman也是康奈尔大学化学和化学生物学系的一名前研究生研究员。