绿色化学发现可能导致更安全的塑料


聚氨酯 - 用于从绝缘到地面涂料的所有应用 - 用有毒的异氰酸酯制成。但也许不会很久。


如果您曾经跳过硬木地板,躲在用喷雾泡沫绝缘的建筑物中,或在医院接受过治疗,您可能会接触聚氨酯。大量的塑料有许多用途,特别是在涂料和泡沫塑料中,它可以是柔软的,柔韧的或硬而硬的。

不幸的是,聚氨酯目前使用称为异氰酸酯的有毒化学物质制成。 1984年,印度博帕尔的数千人死亡和数万人受伤是造成甲基异氰酸酯气体释放的主要原因。较小的剂量与动物激素过程中断有关。毒素已经足以威胁到科学家一直在寻找制造聚氨酯的方法 - 在最新一期的绿色化学杂志中,来自法国雷恩大学的研究人员发表了有希望的试验结果, 。

我与位于康涅狄格州韦斯特波特的泡沫绝缘安装商Ecologic Energy Solutions的业务发展负责人Justin R. Breiner进行了交谈,以了解有关该问题的更多信息。 “从环境和危害的角度来看,异氰酸酯可能是一个真正的问题,特别是安装人员和任何想要接触它的人,”他说。 Breiner补充说,他意识到接触异氰酸酯后会遭受皮肤,眼睛和呼吸道问题的安装人员,这些异氰酸酯在整个喷雾泡沫塑料行业都会使用。 “我们的安装人员都使用新鲜空气系统,这意味着他们戴上口罩直接从外面供应新鲜空气,”Breiner说。

Breiner声称,一旦聚氨酯固化,异氰酸酯不再构成威胁。 “一旦形成塑料,就不会有异氰酸酯释放出来,因为它变成了一种不同的化学物质,”他解释说。

尽管如此,还没有停止雷恩大学的Marion Helou,Jean-FrançoisCarpentier和Sophie M. Guillaume开发一种相对简单的合成不含异氰酸酯或其他有毒金属催化剂的聚氨酯的方法。

耶鲁大学绿色化学和绿色工程中心的副研究科学家兼实验室经理埃文海滩在一篇关于环境健康新闻的文章中解释说,法国研究人员使用一种在碳原子和氮原子之间建立键的方法。相反,用异氰酸酯制造聚氨酯的常用方法在碳和氧之间形成键。 “通过改变这一策略,科学家们能够将各种生物基原材料纳入最终塑料中,他们的关键原材料之一来自甘油,这是生物燃料生产的副产品,”Beach解释说。

海滩补充说,法国工艺似乎生产高性能聚氨酯,而且它也是可生物降解的。他指出,一个可能的缺点可能是反应中使用的一种化学品DCC通常也是由异氰酸酯制成的,尽管他补充说这可以被替代。

Beach说:“试图制造不含异氰酸酯的聚氨酯一直是一个巨大的挑战,很少有例子已经接近尾声。

当然,法国的结果只描述实验室测试,所以在不含异氰酸酯的聚氨酯进入商业化生产之前还需要一段时间。根据海滩,下一步将是做机械测试,“看看你是否能够制造泡沫塑料和其他塑料人们习惯了。”

Beach说如果这个过程是可扩展的,那么对喷雾泡沫行业和其他相关行业来说,这可能是一个福音。 “目前,当有人称聚氨酯产品为绿色时,他们专注于其中的一部分,就像他们从大豆或其他东西中获取部分产品一样,但他们仍在使用异氰酸酯,”Beach说。

Breiner补充说:“制造一种可以由异氰酸酯以外的材料制成的聚氨酯会产生很多后果。”

作为一个潜在的例子,低毒泡沫可以更广泛地用于绝缘, 带来更多的舒适性和能源效率。很容易看到像加利福尼亚州尔湾市的ZipFlat概念这样的临时和DIY结构会如何受益。 ZipFlat是一种低成本临时结构,设计用于救灾,食品储存和其他应用。墙壁设计为充满喷雾绝缘 - 如果该过程的毒性较小,则绝缘层将更安全且更易于人员安装,而不需要复杂的安全设备。

的确,找到一种毒性较低的塑料制造方法并不能消除所有的环境问题。但塑料都在我们身边,寻找更好的方法可以成为更绿色世界的一步。

图片:Bree Bailey / flickr