全球聚氨酯泡沫的使用量不斷攀升，但這些泡沫制成的床墊、海綿等商品在報廢時，往往選擇掩埋或焚燒，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。現(xiàn)在，丹麥科學(xué)家找到了更好、更經(jīng)濟(jì)的方法，對聚氨酯泡沫進(jìn)行回收再利用，有望解決污染問題。
聚氨酯是一種用途廣泛的聚合物材料（長鏈分子），其主要成分是“多元醇”和“異氰酸酯”化學(xué)合成后的塑膠材料，它可以做成低速輪胎、床墊、海綿、風(fēng)電葉片、電纜等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球聚氨酯產(chǎn)量在2022年接近2,600萬噸，預(yù)計(jì)到2030年會達(dá)到3,130萬噸。
傳統(tǒng)的聚氨酯泡沫回收方法效率低下，主要在于聚氨酯泡沫是熱固性材料，無法通過常規(guī)的加熱或重塑再利用，且現(xiàn)有的回收方法效果十分有限，最終不可避免地只能掩埋或焚燒處理。
另外，大多數(shù)聚氨酯泡沫化學(xué)回收工作都以軟質(zhì)聚氨酯泡沫的解聚為目標(biāo)，其原因是多數(shù)的商業(yè)軟質(zhì)軟質(zhì)泡沫產(chǎn)品，是基于不同異氰酸酯和多元醇組成的共聚物，但分離這些產(chǎn)品容易產(chǎn)生有毒的物質(zhì)。
這次，擁有近百年歷史的丹麥奧爾胡斯大學(xué)（Aarhus University, AU）的研究人員透過一種“酸解工藝”的新方法，將軟質(zhì)聚氨酯泡沫進(jìn)行有效分離，變成可重復(fù)利用的原材料。這項(xiàng)研究成果于6月底發(fā)表在《綠色化學(xué)》期刊上。
研究人員采用的“酸解工藝”關(guān)鍵在于琥珀酸，琥珀酸被用于解聚劑（分解聚合物）。因?yàn)殓晁崮軌蛴行У貙④涃|(zhì)聚氨酯泡沫分解成甲苯二胺琥珀酰亞胺，并通過水解或釕（Ru）金屬催化氫化，最終得到二苯胺（TDA）和多元醇。
這兩種物質(zhì)都可以被用于生產(chǎn)新的聚氨酯泡沫材料，而二苯胺可以重新生產(chǎn)新的異氰酸酯，整個過程對于回收十分有利。
他們選用琥珀酸的原因還在于它是一種天然、易取得的酸，常用于食品添加劑或塑膠制造，還可以作為某些可生物降解聚合物的物質(zhì)，且被證明無需其它化學(xué)物品也能與聚氨酯泡沫進(jìn)行反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)過程中，他們先是將酸解軟質(zhì)聚氨酯泡沫浸泡在琥珀酸環(huán)境中，使其能夠輕松將里面的多元醇分離出來。之后再利用氫氧化鈉水溶液進(jìn)行堿解，獲得二苯胺相關(guān)物質(zhì)，且過程中釋放出許多無毒的二氧化碳。這種方法產(chǎn)生多元醇和二苯胺的回收率高達(dá)83%。
另外，研究人員還嘗試把該技術(shù)應(yīng)用于硬質(zhì)聚氨酯泡沫，去驗(yàn)證這種方法是否能夠擴(kuò)展到其它種類的聚氨酯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，效果要比聚氨酯泡沫回收率差，僅可以收回一部分的原材料，不過初步結(jié)果表明該方法具有潛力，只需要做進(jìn)一步改進(jìn)。
硬質(zhì)聚氨酯泡沫是一種分子復(fù)雜且難以回收的物質(zhì)，占整個聚氨酯市場的25%，常用于冰箱、房屋以及住宅區(qū)熱水鋼管周圍的隔熱材料上。
奧爾胡斯大學(xué)跨學(xué)科奈米科學(xué)中心（iNANO）助理教授Steffan Kvist Kristensen表示，該方法很容易擴(kuò)大規(guī)模，但仍需進(jìn)一步研究以處理來自消費(fèi)者的聚氨酯泡沫廢料。但要進(jìn)入循環(huán)經(jīng)濟(jì)中，仍有很長的一段路要走。
