专栏名称: 高分子科技

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浙大谢涛/杭师大朱雨田、刘增贺《Nat. Commun.》：原子经济闭环回收热固性聚氨酯泡沫

高分子科技 · 公众号 · 化学 · 2025-06-09 12:24

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，即将聚氨酯泡沫解聚为表面富含可再键合基团的微粒，而非完全解交联的低聚物 / 单体，以最大化降低断键量和断键能耗，从而可使解聚条件更加温和（无需催化剂， 130℃ ， 10-40min 均可）。该解聚条件显著优于传统醇解化学回收法（需要催化剂， 200℃ 左右，数小时）。

图 2. 聚氨酯泡沫（ PUF ）解聚为功能化粒子。 a-b ，解聚时间对粒子（ a ）尺寸和（ b ）形貌的影响。 c-d ，丙酮肟 /PUF 比率对粒子（ c ）尺寸和（ d ）形貌的影响。

研究团队结合模型小分子实验、红外分析、凝胶含量分析、热重分析、差示扫描量热分析等多种分析测试手段，系统研究并验证了以上闭环回收机理。

基于以上回收策略，通过不同模具的选择，研究团队获得了一系列具有不同外观形貌的多孔泡沫。其孔隙率可达 92% 。重要的是，再生泡沫的机械性能与原泡沫相当甚至更优。在大压缩变形下（ 80% ）仍然可保持优异的回弹性。且可进行多次闭环回收，经过三次循环后，其力学性能基本保持不变（图 3-9 ）。生命周期评估结果表明，所提出的原子经济化学回收工艺对环境的总体影响较好。经济评估结果表明，该回收法的成本（无试剂消耗，主要是能耗成本）仅为传统醇解法的 28.6% 。

图 3. 聚氨酯泡沫（ PUF ）的重构。 a. 原始 PUF 、解聚后丙酮肟 / 微粒混合物及再生 PUF 的实物照片。 b. 原始与再生 PUF 的扫描电镜（ SEM ）图像对比。 c. 不同解聚时间下再生 PUF 的孔隙率。 d. 原始与不同解聚时间下再生 PUF 的压缩应力 - 应变曲线（插图为小应变区域局部放大）。 e. 再生 PUF 的第 1 、 10 、 30 次循环压缩应力 - 应变曲线。 f. 第 1 、 2 、 3 次循环再生 PUF 的压缩应力 - 应变曲线。 g. 生命周期评估的对比表征结果。