丹麦奥胡斯大学的研究团队近日在聚氨酯(PUR)回收领域取得突破性进展。他们发现了一种更智能的方法,能够从床垫等物品中的聚氨酯泡沫里,一次性完成分解并分离出两种主要成分。这一成果对于旨在通过化学手段回收材料原始组分的新兴行业而言是重大利好,有望显著降低再生产品的成本并提升品质。
聚氨酯是一种不可或缺的塑料材料,广泛应用于床垫、冰箱和建筑保温层、鞋类、汽车、飞机、风机叶片、电缆等众多领域。若它不是环境与气候的沉重负担,堪称“神奇材料”。然而,全球废弃的聚氨酯产品大多被焚烧或填埋。问题在于,该材料的主要成分主要源自化石石油,且用量巨大。2022年全球聚氨酯市场规模已接近2600万吨,预计2030年将达3130万吨,其中约60%为各种形式的泡沫。
目前,虽然已存在一个小型但不断增长的产业,通过化学解聚将聚氨酯分解为多元醇和异氰酸酯等原始成分,以期作为新产品的原料,但距离真正能与“原生”材料竞争仍有长路要走。主要难点在于分离和提纯所需元素的成本高昂。
奥胡斯大学的研究团队提出了一项巧妙方案。该方法基于现有的酸解技术,但实现了质的飞跃:研究人员将柔性聚氨酯泡沫加热至220°C,在反应器中加入少量琥珀酸进行分解。随后,利用特殊过滤器,一种材料被截留,另一种则通过。通过滤液的是多元醇,其品质可与原生多元醇媲美,可直接用于新聚氨酯的生产;被截留的固体部分则通过简单的水解过程转化为二胺,进而用于生产异氰酸酯。最终,研究人员能从柔性聚氨酯泡沫中回收高达82%(重量百分比)的原始材料,将其转化为两种独立的组分。
该研究的主要作者、奥胡斯大学跨学科纳米科学中心助理教授Steffan Kvist Kristensen指出,该方法易于规模化,在聚氨酯原料生产工厂(如板材生产)处理废料方面潜力巨大。不过,要处理来自消费者的聚氨酯废料,仍需进一步开发。此外,实现真正的循环经济还面临废弃物分类、物流及聚氨酯类型细分等挑战,解聚仅是解决方案的一小部分。
研究团队还测试了该技术对再生聚氨酯泡沫和硬质聚氨酯泡沫的适用性,结果同样可行。尽管硬质泡沫(主要用于保温)的回收路径更长,目前仍处于起步阶段,但研究人员正继续测试其他聚氨酯材料,并探索过程中使用的二羧酸能否重复利用,以证明该技术能真正构建循环经济闭环。
对于中国聚氨酯行业而言,这一“一步法”回收技术展示了化学解聚在提升原料回收率和降低能耗方面的巨大潜力,随着国内“双碳”目标的推进,此类能实现高值化闭环的技术路线值得重点关注和引进。
