比利時列日大學(xué)高分子教育與研究中心(CERM)的一個研究小組開發(fā)了一種創(chuàng)新工藝,該工藝可在不使用異氰酸酯(劇毒物質(zhì))的情況下,重新考慮聚氨酯(PU)泡沫的制造,同時聚氨酯泡沫還可以回收利用。
聚氨酯(PU)泡沫是我們?nèi)粘I钪胁豢扇鄙俚囊环N產(chǎn)品。幾十年來,硬質(zhì)聚氨酯泡沫用于建筑行業(yè)(例如建筑中的地板、墻壁和屋頂隔熱)或冰箱等家用物品(四壁和門)中用作最有效的隔熱板時,在節(jié)能方面發(fā)揮了重要作用。柔性聚氨酯泡沫作為舒適材料,用于床墊、沙發(fā)、扶手椅、汽車座椅等,也可應(yīng)用于隔音和防震。
雖然價格低廉,但這些材料是由有毒化合物制備的,很難回收利用。列日大學(xué)高分子教育與研究中心(CERM)的FNRS研究主任Christophe Detrembleur解釋稱:"聚氨酯泡沫是由異氰酸酯制備的,異氰酸酯是一種高反應(yīng)性和有毒的化學(xué)物質(zhì)。”
用一種更加環(huán)保和健康的化學(xué)方法取代這種傳統(tǒng)的化學(xué)方法,同時將一種標(biāo)志性的廢物(二氧化碳)作為原料加以利用,已經(jīng)成為生產(chǎn)更加生態(tài)和可回收的多孔材料的一個首要任務(wù)。
同時,面對限制使用異氰酸酯的法規(guī)變化,聚氨酯泡沫的生產(chǎn)必須改變。列日大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新的工藝,或許可以與現(xiàn)有的工業(yè)發(fā)泡基礎(chǔ)設(shè)施兼容,用水制備發(fā)泡劑來制備不含異氰酸酯并可被回收的聚氨酯(NIPU)泡沫。
該實驗室的研究員和文章的第一作者Maxime Bourguignon稱:"我們已經(jīng)成功地仿造傳統(tǒng)聚氨酯的發(fā)泡技術(shù),用容易獲得的環(huán)狀碳酸酯化合物取代了有毒的異氰酸酯。我們的技術(shù)使用水和催化劑將部分環(huán)狀碳酸鹽轉(zhuǎn)化為氣體(二氧化碳),吹散進入基體,而另一部分同時與胺反應(yīng),固化泡沫。其結(jié)果是形成一種具有低密度和規(guī)則孔隙的固體材料。我們的環(huán)狀碳酸酯很容易通過二氧化碳的化學(xué)轉(zhuǎn)化來獲得,它發(fā)揮了雙重作用,生成發(fā)泡劑并形成聚氨酯聚合物基體。"
該技術(shù)具有簡單性、模塊化和易實施性,使用時成本低,具有非常廣泛的產(chǎn)品應(yīng)用,它為生產(chǎn)下一代更具可持續(xù)性的聚氨酯泡沫提供了新的推動力。