从脚上的鞋子到水槽中的海绵,数十种日常用品都含有聚氨酯。该材料是由几种有机成分组成的聚合物,这些有机成分通过氨基甲酸酯键连接。聚氨酯如此受欢迎的原因之一是因为它持久耐用,这是消费者在购买产品时欣赏的特性。
聚氨酯的问题在于,一旦产品报废,就很难处理。其中大部分最终被填埋。其中一些甚至被倾倒在海洋中。
聚氨酯的生产还会产生大量的废物,处置这些废物会将剧毒的物质引入环境。在国内,每年有130万吨这种废物丢弃到垃圾填埋场或焚化。
据伊利诺伊大学有机化学实验室五年级学生Ephriam
Morado称,目前处理聚氨酯的唯一方法是燃烧。那会消耗大量能量,并会产生大量二氧化碳和其他潜在污染物。
这就是Morado正在研究改变聚氨酯生产方式的原因。Morado说:“因此,回收基本上是从原材料开始,然后从中制造出一种材料,然后将其再分解为那些原材料。我们采用另一种方法,称为再定位。这实际上是使用降解聚氨酯的常用方法。我们要做的是先降解产品,然后再将其重新制成可以商业化的产品。使用一次性塑料,然后赋予它新的生命。”
希望伊利诺伊州的研究人员可以开发一种可重新使用,而且对需要它的大型化工公司仍然有用的聚氨酯。通过使用较少的能量降解聚氨酯来减少废物量。
这个过程的关键是弄清楚哪些现有聚氨酯中的材料可以换成更环保的替代品,而不是首先去除该材料有价值的部分。
伊利诺伊大学化学教授Steven
Zimmerman说:“我们在生产这些材料上投入了大量的能源,然后我们使用它们,将它们扔掉。有什么比能重新使用它们更好呢?将它们转变为新产品的过程中可以节省大量能源。”
这个技术的发展仍处于初期阶段。研究人员已经能够重制聚氨酯,但这种方法并不像他们希望的那样对环境友好或具有成本效益。但是他们有信心正在朝着正确的方向前进。
Morado
说:“我的工作是使我们能够制造出新一代的聚氨酯,在其中掺入可降解的化学键。这样我们就能够将聚氨酯散装材料置于酸性条件下并在室温下降解。这种方法显然更好,因为我们使用的能源更少:没有热量,没有燃烧,没有危险的副产品。”