聚氨酯废弃物回收利用的物理化学方法

3.4醇胺降解法
在80～190℃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）：和甲醇钠等催化剂可以促进聚氨酯的降解反应速度。
Van Der Wal H .R.和Dow Benelux N .V用醇胺对各种聚氨酯进行降解。他们采用二链烷醇胺与碱金属催化剂如KOH在120℃将聚氨酯泡沫降解，发生的主要反应有氨基甲酸酯基断裂和脲键断裂。另外，为了减少降解过程中产生的芳香胺，他们利用环氧丙烷对降解产物进行烷基化反应。通过烷基化反应可以获得性能相对较高、颜色较浅的多官能团多元醇。
Kouji Kanaya和Shizuo Takahashi利用单乙醇胺在130～150℃，不加催化剂的条件下对MDI-MEA加成化合物和MDI型聚氨酯软泡沫进行了降解。MDI型聚氨酯软泡降解产物在室温下分为两层，通过凝胶渗透色谱（GPC）和13C核磁共振分析，降解产物的上层是相对较纯的聚醚多元醇，下层是MDI和链烷醇胺衍生物。他们认为虽然链烷醇胺中胺基的碱性大于羟基的碱性，但链烷醇胺降解实际上是醇解而不是胺解。
3.5磷酸酯降解法
K. Troev等人报告了一种降解聚氨酯的新方法一磷酸酯降解，并对降解产物进行了1 H，13C和31 P核磁共振分析。他们做的工作主要有以下几个方面。
用磷酸二甲酯和磷酸二乙酯对聚醚型聚氨酯弹性体和聚氨酯泡沫进行降解。通过实验发现，由于磷酞基具有很强的极性，使得降解反应可以在142℃，没有催化剂的温和条件下进行。当把未反应的磷酸酯减压去除后，降解产物分为两层，两层的31P NMR谱图相近，只是下层中芳香族化合物较多；未去除磷酸酯的降解产物是一种均相体系。
K.Troev等人用磷酸二乙酯、磷酸三乙酚、氯乙基磷酸三乙酯对微孔聚氨酯弹性体进行了降解。这三种磷酸酯在180℃下可以将聚氨酯降解成液体，降解产物是含磷的或含磷和氯的低聚物，用氯乙基磷酸三乙酯降解聚氨酯时还会产生有毒气体。他们还发现用磷酸三乙酯作降解剂时降解产物的粘度随反应时间增加而降低，但反应到一定程度后，粘度又有所增加，这可能是因为磷酸三乙酯中的两个酯键与聚氨酯发生了酯交换反应的缘故。
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或阻燃聚氯乙烯。
3.6其它化学回收方法
3.6.1碱降解法
碱降解法是以MOH（M为Li、K、Na、Ca之一或多种混合物）为降解剂，在160～200℃左右下将PU降解成低聚物。当在降解产物中加入非极性溶剂（酯类或卤代烃）和水时，降解产物分成两层，上层经蒸馏得多元醇，可直接用于生产PU泡沫，下层经浓缩、结晶、重结晶或真空蒸馏的二胺，加光气可生成异氰酸酯。缺点是由于反应是在高温强碱条件下进行，对设备要求高，生产成本高，工业化较为困难。
3.6.2氨降解法
氨降解法是利用超临界状态下的氨将PU弹性体和软泡降解成多元醇、胺和非取代的脲等低聚物。在适当的条件下，生成的多元醇可以从胺产物中完全分离出来，胺经进一步分离可用于生产PU或与光气反应合成二异氰酸酯。利用这种方法可以获得制备PU的所有原料，但目前这项技术还只处于实验室研究阶段。
3.6.3氢降解法
氢降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40 M Pa和500℃下反应，能够得到炼油厂产品相似的降解产物。但由于经济因素，只有当有大量的PU废料需要处理时，氢解法才适用。
3.6.4热降解法
热降解法一般是在惰性气体或氧化气氛及高温（250～1200℃）下破坏废料的结构，得到气态与液态馏分的混合物。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来说还处于早期开发阶段。
4结论
综上所述，能量回收方法、物理回收方法和化学回收方法是回收利用聚氨酯废弃物的三种基本方法。其中的化学回收方法作为一种新兴方法逐渐引起了人们的重视，因为它不仅可以减少废弃物，而且还能够实现原料的循环使用。但目前，化学回收方法还存在一些问题，如降解产物的分离与提纯、回收效率和再利用性能、产生的有毒副产物的抑制等等，这还有待于更深入的研究。另一方面，聚氨酯材料的种类繁多，化学结构各异，应用领域广泛，扩大化学回收方法的研究领域与应用范围也将是人们关注的热点之一。总之，随着技术的发展和人们环保意识的提高，寻找经济有效的回收利用方法、减少对环境的压力、实现资源的合理利用、实施可持续发展战略将是今后人们努力的方向。
参考文献：略