芳纶改性再生聚氨酯的研究(3)
目前，在聚氨酯废料的化学法回收利用的研究中，以醇解法的开发最为活跃，适用范围广。该法既能用于PU软质泡沫体的分解，也适用于分解PU硬质泡沫体及其他PU制品，生产工艺比较简单，并已取得了较好的经济效益和环保效益，是当今重点推广的PU废品处理回收方法。
1)聚氨酯醇解机理
醇解法是将聚氨酯废料化学法回收利用的一种基本方法，该法是用小分子的二元醇做醇解剂，与聚氨酯中的氨基甲酸酯或脲发生酯交换反应，生成带有羟基的低分子聚合物、聚醚或聚脂二元醇、二元胺等。醇解剂可以是乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、聚乙二醇等,此外,还使用助醇解剂,如醇胺、叔胺、碱金属或碱土金属的醋酸盐、钛酸酯等,反应温度一般在150～250℃。在醇解反应中，PU 废料、醇解剂、助醇解剂的种类和配比以及反应温度和反应时间都会影响最终产物。多数人认为的醇解机理是：在醇和催化剂的作用下，聚氨酯中的氨基甲酸酯基断裂，被短的醇链取代，释放出长链多元醇和芳香族化合物，由于在降解过程中参与反应的基团比较多，还会发生许多副反应，主要的副反应是在醇解剂的作用下，脲基断裂生成胺和多元醇[12]：
―R1―NH―CO―O―R2+HO―R3―OH― ―R1―NH―CO―O―R3―OH+―R2―OH
―R1―NH―CO-NH―R2+HO―R3―OH― ―R1―NH―CO―O―R3―OH+―R2―OH
Jeno Borda，Gabriella Pasztor 和Miklos Zsuga 等人对聚氨酯的降解提出了一种新的机理。用乙二醇、1，2-丙二醇、三甘醇和二乙醇胺等不同降解剂对聚氨酯泡沫和弹性体进行了降解，并对降解产物中产生的气体进行GC 分析，发现聚氨酯在降解时也会像水解那样产生CO2，同时也产生亚硝气。
2)聚氨酯醇解的意义
聚氨酯废料的化学回收利用，不仅能减轻环境污染、减少资源损耗，而且回收所得的产品成本低廉，可以给投资者带来巨大的经济效益。随着经济的发展，循环经济必定会越来越受到人们的重视。在聚氨酯废料的化学回收方法中，醇解法既是最经济，又是最实惠的，在环保方面也取得了很大的效益，在聚氨酯降解回收中具有起着相当重要的作用[13-15]。
1.1.5醇解法化学原理
醇解法的基本原理是利用烷基二醇为分解剂，在一定的条件下使聚氨酯废料分解，据报道，其分解历程大致有以下几类。
1) 氨基甲酸酯基团的酯交换反应
聚氨酯材料可在醇类分解剂以及有机金属化合物或叔胺类化学品催化剂的作用下，能在185~240℃间进行醇解，分解产物主要是多元醇[16]。
聚氨酯材料的分子结构中含有大量的氨基甲酸酯特性集团，它在一定条件下易受醇类化合物攻击，发生酯交换反应，从而产生键断裂生成聚醚醇。
2)PU结构中脲键基团的分解
在PU泡沫结构的制备中,配方中有时会采用水和胺化合物,尤其是以水为发泡剂或辅助发泡剂时,水和-NH2与异氰酸酯反应,在PU结构中产生脲键基团,这些脲基化合物也能被醇所分解,是PU链产生断裂[17]。例如N,N′-二苯基脲雨过量的乙二醇在190~195℃下加热，即会使脲键发生断裂分解称为苯基氨基甲酸2-羟基乙基酯和相应的苯胺。
3)异氰尿酸酯基团的醇解
耐热性能较好的异氰尿酸酯基团结构能在一定的条件下亦易被醇解产生键断裂。例如过量的乙二醇与三苯基异氰尿酸酯共热，即被醇解，产生相应的端-OH化合物和苯胺[18]。
由于醇解法简单，设备投资较少，易于操作，回收产品可直接再利用，国外现已有多家公司投入工业化回收生产。如日本Soflan公司、Toyo橡胶公司等建成了年产600t的回收装置。荷兰Terneuzen公司也利用醇解技术建成了具有相当规模的回收装置。
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