明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員是可持續(xù)聚合物中心的一個國家小組的成員，他們發(fā)現(xiàn)了一種更好的方法來回收一種叫做聚氨酯的多功能塑料材料，可以防止材料變成廢物。
過去的一些方法試圖回收聚氨酯廢料導(dǎo)致了材料質(zhì)量下降?，F(xiàn)在，研究人員已經(jīng)找到了一種方法，利用一種創(chuàng)新方法將廢舊聚氨酯回收為同等甚至更高質(zhì)量的材料。
他們的研究結(jié)果在美國化學(xué)學(xué)會出版的《ACS中央科學(xué)》雜志上報告。
設(shè)在明尼蘇達(dá)大學(xué)的可持續(xù)聚合物中心主任、明尼蘇達(dá)大學(xué)化學(xué)教授Marc Hillmyer說："我們對可持續(xù)聚合物中心的這項新研究感到相當(dāng)興奮，因為對通常被視為廢物的聚氨酯材料進(jìn)行回收利用具有巨大的潛力。"它還展示了如何應(yīng)用聚合物化學(xué)和聚合物加工的強大組合來幫助解決環(huán)境問題。"
聚氨酯就在我們身邊。聚氨酯可以在床墊、絕緣材料、鞋類、建筑材料、汽車懸掛系統(tǒng)、地毯襯墊和許多其他產(chǎn)品中找到。這些產(chǎn)品的磨損和更換產(chǎn)生了大量的廢物，并創(chuàng)造了對新的聚氨酯的需求，這些聚氨酯通常是由有毒的化學(xué)成分制成的。
傳統(tǒng)的聚氨酯不能簡單地通過加熱來回收，因為該材料由聚合物網(wǎng)絡(luò)組成，通過強大的化學(xué)鍵固定在一起，加熱時不會流動。相反，聚氨酯只能通過機械方法或化學(xué)回收方法被降級為不太有用的材料。過去的其他方法使創(chuàng)新類型的聚氨酯具有可斷裂和重組的交聯(lián)，使其能夠被回收利用。但這種方法需要行業(yè)將新的起始材料商業(yè)化，而且它不會解決傳統(tǒng)廢物在垃圾填埋場徘徊的問題。這些方法也沒有在泡沫上測試過（泡沫是聚氨酯產(chǎn)品的一種非常常見的形式）。
在這項新的研究中，來自明尼蘇達(dá)大學(xué)和西北大學(xué)的研究人員將聚氨酯泡沫或薄膜磨碎，然后將顆粒在催化劑溶液中混合。干燥后，這些顆粒被壓縮成型以形成新的薄膜。壓縮成型的薄膜形成了質(zhì)量良好的產(chǎn)品，但壓縮成型的泡沫產(chǎn)生了開裂和不均勻的材料。
研究人員通過開發(fā)一種雙螺桿擠出工藝解決了這個問題，與壓縮成型的方法相比，該工藝改善了回收泡沫的混合和去除空氣。他們說，這種新方法可用于連續(xù)回收目前在垃圾填埋場和新產(chǎn)生的大量聚氨酯廢物。
"擠壓過程中聚氨酯在催化劑的作用下像液體一樣流動，同時也被除去了空氣。"明尼蘇達(dá)大學(xué)化學(xué)工程和材料科學(xué)教授、該研究的資深作者之一Christopher Ellison說，"這種反應(yīng)過程與塑料工業(yè)中已經(jīng)用于其他目的的反應(yīng)過程相似，這意味著該技術(shù)可以迅速產(chǎn)生影響。"
這項研究主要由國家科學(xué)基金會通過可持續(xù)聚合物中心資助。
該研究的作者來自明尼蘇達(dá)大學(xué)化學(xué)工程和材料科學(xué)系，包括副教授Christopher J. Ellison、博士后助理Kailong Jin和本科生William Dean。來自西北大學(xué)化學(xué)系的作者包括William R. Dichtel教授、博士生Daylan T. Sheppard、博士后研究員Leslie S. Hamachi和訪問博士前學(xué)者David J. Fortman。Fortman也是康奈爾大學(xué)化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)系的一名前研究生研究員。
