双酚A聚碳酸酯一锅法合成曼尼希多元醇及其在聚氨酯泡沫中的应用研究

为解决塑料废弃物危机，研究人员开发了一种将双酚A聚碳酸酯(BPA-PC)通过一锅法升级回收为曼尼希多元醇的新策略。该研究通过甲醇解和曼尼希反应连续步骤，成功制备出含回收成分的聚氨酯(PUR)泡沫，其热导率低至23.3 mW·m?1·K?1，为塑料化学循环和功能性材料开发提供了新思路。

　　

随着全球塑料产量激增，"生产-使用-丢弃"的线性经济模式导致严重的环境危机，每年有数百万吨塑料废弃物堆积在填埋场和生态系统中。其中，双酚A聚碳酸酯(BPA-PC)作为一种性能优异的工程塑料，广泛应用于建筑板材、安全眼镜和汽车零部件等领域，但其回收率不足，大部分废弃物最终被填埋或焚烧，不仅造成资源浪费，还可能释放具有健康风险的双酚A(BPA)。

为应对这一挑战，研究人员探索了一种创新的化学升级回收策略，将废弃的BPA-PC转化为高附加值材料。这项发表在《European Polymer Journal》上的研究，通过一锅法将BPA-PC转化为曼尼希多元醇(Mannich polyols)，并进一步制备出具有优异性能的聚氨酯(PUR)泡沫。

研究团队采用了几个关键技术方法：首先通过甲醇解实现BPA-PC的催化解聚；随后在同一反应容器中完成曼尼希多元醇的合成；最后将所得多元醇与多异氰酸酯反应制备PUR泡沫。研究还特别验证了该方法对实际生活废弃物(如安全眼镜)的处理效果。

研究结果部分，2.1章节显示，通过调节反应条件和原料比例，成功合成了四种不同结构的曼尼希多元醇(MP-EO2、MP-EO4、MP-PO2和MP-PO4)，其功能化程度经核磁共振验证与理论值相符。2.2章节证实，一锅法策略不仅简化了工艺流程，减少纯化步骤，还能以83-86%的收率从BPA-PC废弃物中获得目标产物。2.3章节则展示了所制备PUR泡沫的优异性能：密度仅33.5 g/L，闭孔结构平均直径262±70 μm，热导率23.3 mW·m^?1·K^?1，初始分解温度(T_d5%)达206°C，压缩强度78.2±2.8 kPa。

这项研究的重要意义在于，它建立了一个将塑料废弃物转化为高性能材料的完整技术路线。通过一锅法策略，不仅实现了BPA的安全转化和资源化利用，还减少了传统多步合成中的溶剂消耗和废物产生。所开发的PUR泡沫含有约14wt%的回收成分，其热绝缘性能和机械强度均达到商业应用标准，为建筑保温等领域提供了环保新材料。该工作为塑料循环经济发展提供了实践范例，展示了将环境挑战转化为材料创新机遇的可能性。