废旧聚氨酯的化学降解方法综述_pu海绵   。

　　聚氨酯(PU)材料因其可发泡性、弹性、耐磨性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物老化等优良性能而广泛应用于机电、船舶、航空、车辆、土木建筑、轻工、纺织等部门，其制品种类繁多。PU工业的迅猛发展使其产量与日倶增，也由此导致了大量废弃物的产生，包括生产中的边角料和使用老化报废的各类PU材料，因此废旧PU的回收利用成为迫切需要解决的问题。

　　化学降解法是指在化学试剂、催化剂、热和空气存在的条件下，将聚氨酯降解成可重新利用的液体低聚物甚至是小分子有机化合物,从而实现原料的循环使用。其优点是可回收不熔不溶的热固性聚氨酯废弃物。

　　1醇解法

　　醇解法即以醇类化合物为分解剂，在加热的情况下，把聚氨酯废料分解为聚醚多元醇。醇解反应所用醇解剂的种类、反应物料配比、反应温度、反应时间等都是影响醇解最终产物及用途的主要因素。选择合适的醇解剂和降解条件可以获得高质量的多元醇。例如，使用一缩丙二醇(DPG)对增强反应注射成型的PU粉 (RRIM2PU)进行分解,在产物中加人一定量的三元醇，然后在150°C 及615kPa压力下减压蒸馏2?4h。采用该法最终所制得的 RRIM2PU与用原始多元醇得到的产品相比，性能基本接近，前者弯曲模量甚至还有所增加(约高20% )，可满足汽车工业的机械性能要求。为提高醇解反应的速度，降低反应温度，缩短反应时间，提高醇解反应能力，降低醇解剂的用量，在醇解反应中往往加人助醇解剂或称改性醇解剂。根据醇解所用醇解剂、助醇解剂的不同，醇解法又可分为二醇法、醇胺法、醇2碱金属氢氧化物法和醇磷法。

　　醇解法是化学降解PU废料中最重要的一种方法,这种方法可以用来回收PU硬质泡沫(热绝缘材料)、微孔弹性体(鞋底)和结构泡沫、柔性弹性体等等，并且已在许多国家实现了规模化或工业化生产。

　　2氨解法

　　氨解法是指在超临界状态下，用氨将PU材料中脲键与氨基甲酸乙酯键切断，生成多元醇、胺和非取代脲的方法。该法目前工业技术尚不成熟，处于实验室研究阶段。

　　3胺解法

　　聚氨酯材料在含有胺基的化合物中很容易分解生成含有羟基及胺基的化合物，由于胺基的反应性强，该反应在较低的温度下即可进行。PU材料的胺解与胺的类型、反应温度以及PU膽解剂配比有关。

　　胺的相对分子质量越低，则降解速度越快，降解产物中的胺含量越高，粘度越低;而反应温度越高，则降解速度越快，降解产物的粘度越低，但胺含量并不高;降解产物中的胺含量随降解剂用量减小而减小。

　　4 热解法

　　该法的基本原理是将回收的聚氨酯泡沫体废料置于热解装置中，在适当的温度和氧浓度条件下，利用部分泡沫体燃烧放出的热量提供能量，使泡沫体产生热裂解，从而获得部分异氰酸酯和多元醇。热解温度与氧的浓度对产物回收率有很大影响。该法回收的液体产物组成成分比较复杂，分离更为困难，只有经过深度裂解过程的产物才能作为燃料使用。目前，这种方法主要适用于回收废弃塑料的混合物和废弃橡胶轮胎，对于聚氨酯废弃物的回收利用

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　　来说还处于早期开发阶段。

　　5 碱解法

　　碱解法是以MOH(M为Li、K、Na、Ca之一或多种混合物)为降解剂，在160?200°C下将PU降解成低聚物。反应的产物主要由聚醚多元醇、二胺化合物、碳酸盐等成分组成。其中，二胺化合物可用以生产异氰酸酯，聚醚多元醇则可直接用于制备PU泡沫。

　　6加氢裂解法

　　加氢裂解法理论上适用于所有有机化合物的回收利用。将废料粉碎后放入加氢反应器中，在40MPa和500°C的条件下反应，不仅获得的降解产物与炼油厂得到的产品类似，油的纯度高，而且避免了热解法中含碳的残余物。但由于经济因素，只有当有大量的聚氨酯废料需要处理时，氢解法才适用。

　　7醇胺法

　　在80?190°C下，利用链烷醇胺如单乙醇胺、二乙醇胺和二甲基乙醇胺等能够使聚氨酯降解成低聚体，NaOH、Al(OH)3和甲醇钠等催化剂可以促进聚氨酯的降解反应速度。其主要反应为氨基甲酸酯基和脲基断裂。

　　8磷酸酯法

　　磷酸酯法是一种降解聚氨酯的新理论，在磷酸二甲酯、磷酸二乙酯和三(1一甲基一2—氯乙基)磷酸盐作用下，聚氨酯会发生降解。用磷酸酯降解聚氨酯得到的产物中含有磷，可以用作非反应性的添加剂来改善阻燃性能，也可以经含有羟基的化合物、胺或金属盐处理后用来合成阻燃聚氨酯。

　　9加氢裂解法

　　加氢裂解法指将PU废料粉碎后置于加氢反应器中，在 40MPa和500°C下使其裂解为油和燃气的方法。其中，油的产率取决于废料的类型，一般为60%?80%。与热解法相比，加氢裂解废PU所得到的产品可避免含碳的残余物。然而，考虑到经济因素，只有在大量的PU废料需要处理时，此法才适用。

　　10其它

　　有关废旧聚氨酯回收利用还包括下列情况，即用纤维素、木质素等对PU材料进行改性，使其具备生物可降解性，该领域的研发与应用方兴未艾;对于车用废旧聚氨酯塑料制品，可将其与车体一起粉碎，然后转化为合成气；也可将废旧塑料片在鼓风炉中用作还原剂。

　　11结论

　　聚氨酯的回收利用是一项绿色事业，对于保护环境，实现资源的合理利用，实施可持续发展战略都十分有利。废旧聚氨酯材料的回收方法多种多样，各种方法均有其优缺点。到目前为止，化学法中的醇解法的工艺与机理研究相对其它方法较为成熟，在深人研究的同时，可以在一定范围内对其进行推广应用;而磷酸酯法现在虽然不具备推广价值，但其还是具有非常好的开发与应用前景，应加大对其的研究与开发力度。做好废料的回收再利用工作，既保护了生态环境，又为材料生产找到了新的可循环资源。

　　【参考文献】

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