列日大学开发常温快速发泡技术 用于生产无异氰酸酯PU泡沫

盖世汽车讯 据外媒报道，列日大学大分子教育与研究中心（CERM，University of Liège）的研究人员开发出创新工艺，使用室温配方快速发泡技术来生产无异氰酸酯、可回收和生物基聚氨酯（PU）泡沫。这项创新为基于有毒异氰酸酯的传统工艺提供了先进的替代方案。该研究发表在期刊《美国化学会会志（American Chemical Society）》上。

（图片来源：pubs.acs.org）

数十年来，聚氨酯泡沫（PU）采用有毒的异氰酸酯原料进行生产，目前受到严格的使用限制，但仍是日常生活中不可缺少的材料。在地板、墙壁和屋顶以及冰箱门上用作隔热板时，刚性PU泡沫有助于大幅减少能源需求。而在柔性版本中，这些泡沫主要用于床垫、沙发、汽车座椅和运动鞋鞋底等舒适型应用，也可用作隔音或减震材料。

目前市场正在开发各种PU回收策略，但PU泡沫废弃品管理仍然存在问题。此外，许多客户需要适当的不含异氰酸酯的生物基材料。研究人员积极寻找利用当地可用资源生产泡沫的替代方案，同时使它们易于回收。然而，开发这类循环且更可持续的泡沫是一项重大挑战，尤其是考虑到改造现有工业发泡基础设施。

CERM化学家Christophe Detrembleur表示：“2022年，我们首次提出可回收无异氰酸酯聚氨酯泡沫塑料（NIPU）制造工艺，使用水来生成发泡剂（CO2），这是迄今报告的最简单、最经济的系统。这项技术模仿传统PU发泡，但没有使用有毒的异氰酸酯。这是基于使用水和添加到由环状碳酸盐和胺构成的配方中的催化剂。其中一部分环状碳酸酯转化为起泡剂（CO2）使基质膨胀，另一部分可以促进其形成和硬化。”这种发泡工艺需要进行热处理，因此非常适合在加热模具中制造NIPU泡沫，如汽车座椅、鞋底等复杂形状泡沫。然而，它无法满足许多泡沫生产商对于在室温下快速起泡的要求。

CERM研究人员Maxime Bourguignon表示：“在刚刚申请专利的新研究项目中，我们展示该工艺如何在创纪录时间内利用室温配方来生产NIPU泡沫，同时仍用水来生成发泡剂。”该理念是创造自发和快速产生的级联反应，从而模仿传统的异氰酸酯基工艺加速制造NIPU基质及其发泡。

“因此，几乎所有PU泡沫应用，无论刚性还是柔性，都可以考虑使用这种技术，而不需要使用外部热源进行制造。更重要的是，高生物基含量（70%-90%）泡沫可以在不到两分钟的时间内轻松生产出来。”

这种创新模块化技术简单、健全且非常容易实施。Detrembleur总结道：“现在需要做的是说服PU泡沫生产商使用这种工艺来生产下一代泡沫材料，以满足新的规定、社会需求和可持续性要求。”