固态剪切研磨技术在废弃硬质聚氨酯回收中的应用

《Journal of Applied Polymer Science》：Application of Solid-State Shear Milling Technology in Waste Rigid Polyurethane Recycling

本研究提出利用固态剪切磨碎（S3M）技术回收刚性聚氨酯泡沫（R-PUF）废料，通过机械化学过程降低颗粒尺寸并恢复热塑性，结合硅烷偶联剂改性形成化学交联，提升复合材料压缩强度达80%，为循环经济中的聚合物回收提供高效方法。

　　

摘要

聚氨酯泡沫（PUF）因其低密度和出色的机械性能而在工业上得到广泛应用。然而，需求的不断增加导致了大量废弃物的产生，这对环境构成了严峻的威胁。为了实现碳中和的目标，本研究提出了一种通过固态剪切研磨（S³M）技术回收硬质聚氨酯泡沫（R-PUF）废弃物的可持续方法。该机械化学工艺成功地将R-PUF的平均粒径降低到了55.91微米，同时引发了分子链的运动，表现为分子链的重组和表面粗糙度的增加。所得到的聚氨酯粉末经过硅烷偶联剂的改性处理后重新引入多元醇基体中，形成了化学交联的界面，从而提升了复合材料的性能。系统研究表明，研磨次数对表面官能团和粉末形态有显著影响；当填料添加量为3%（重量百分比）时，材料的压缩强度从1.2 MPa提高到了1.3 MPa。与未经处理的R-PUF及未经改性的研磨粉末相比，硅烷改性后的材料压缩强度进一步提升了80%（从0.5 MPa提高到0.9 MPa）。这些性能的提升归因于硅烷介导的共价键合作用，恢复了材料的热塑性并增强了界面之间的结合力。这项工作证明了S³M技术是一种环保高效的方法，能够将热固性泡沫废弃物转化为高价值复合材料，从而推动聚合物回收领域的循环经济理念。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。