顆粒在線訊:三聚氰胺甲醛樹脂(MFRs)簡稱三聚氰胺樹脂,又稱密胺甲醛樹脂或密胺樹脂,是三嗪環(huán)化合物。廢舊的MFRs若不能得到有效處理,作為固體廢物會占用生產(chǎn)生活用地,更由于其難以降解的特性對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
目前,廢棄高分子的回收方法是有機(jī)械回收、熱解回收和化學(xué)回收。機(jī)械回收方法是將高分子研磨粉碎,作為填充劑添加到新材料中以增強(qiáng)材料的機(jī)械性能,工藝簡單、通用性好,但應(yīng)用面窄、經(jīng)濟(jì)價值不高。熱回收方法是將高分子聚合物通過熱解的方式將其轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿?,但熱回收不適用于MFRs廢棄物的處理,這是由于其中的化學(xué)鍵會在高溫的作用下無規(guī)斷裂重組,生成大量的氫氰酸等劇毒物質(zhì),給人類健康和環(huán)境帶來威脅和破壞?;瘜W(xué)回收條件相對溫和,通過精細(xì)調(diào)節(jié)溶降解體系可以選擇性打開樹脂中的某些化學(xué)鍵,降解產(chǎn)物主要是樹脂基體解聚產(chǎn)物(單體及其衍生物),可重新回收利用,且可以避免熱解過程中產(chǎn)生的劇毒小分子,是綠色經(jīng)濟(jì)地處理高分子廢棄物方法。然而,由于MFRs樹脂結(jié)構(gòu)單元三嗪環(huán)獨特的多官能度和芳香性,使MFRs樹脂分子剛性大、交聯(lián)度大、不易溶脹和降解。
中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所山西省生物煉制工程技術(shù)研究中心侯相林、鄧天昇團(tuán)隊,針對MFRs樹脂結(jié)構(gòu)特性,設(shè)計了甲磺酸-四氫呋喃-水的高效降解體系,實現(xiàn)了MFRs樹脂催化降解為三聚氰酸的定向解聚(降解比例高于84%)??蒲腥藛T通過SEM探究了催化體系與樹脂表面的相互作用,利用NMR和IR定量分析了反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)品,確定分子中選擇性斷鍵的化學(xué)鍵位置,為剖析MFRs的降解路徑提供了直接證據(jù);選擇同樣含有三嗪環(huán)的三聚氰胺作為模型化合物,闡釋了模型化合物隨著溫度和時間的變化,基本探明了MFRs催化降解的路徑,揭示了其催化反應(yīng)機(jī)理。最終產(chǎn)物三聚氰酸可作為有機(jī)合成原料,重新用于合成樹脂、高分子材料改性劑和藥物鹵三羥嗪的生產(chǎn)等(Green Chemistry,DOI:10.1039/d1gc02478g)。
研究工作得到國家自然科學(xué)基金、山西省自然科學(xué)基金和山西省“1331計劃”項目的支持。該團(tuán)隊在密胺樹脂選擇性斷鍵降解方面已申請國家發(fā)明專利。
山西煤化所在密胺樹脂化無毒降解回收研究中獲進(jìn)展
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