Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа из Университета Кюсю (Kyushu University), Токийского университета (University of Tokyo) и Национального института передовых промышленных наук и технологий (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) Японии 9 июля 2026 года опубликовала в журнале «Angewandte Chemie International Edition» сообщение о новом катализаторе, способном селективно разлагать полиуретан (PU) в смешанных пластиковых отходах, сохраняя при этом целостность сосуществующих полиэфирных и полиамидных материалов для дальнейшей переработки и рециклинга. Статья была выбрана журналом в качестве горячей темы.
Большинство повседневных пластиковых изделий изготавливаются из различных типов пластиков, которые трудно смешиваются при плавлении, что приводит к загрязнению материалов в процессе переработки. Сортировка сложна и дорогостояща, поэтому большая часть смешанных пластиковых отходов в конечном итоге сжигается или захоранивается, что приводит к необратимой потере материалов. ПЭТ-бутылки можно мыть, измельчать, плавить и перерабатывать, но полиуретан, являющийся шестым по распространённости полимером, присутствующий в текстиле, губках и автомобильных сиденьях, по-прежнему практически не охвачен системой рециклинга. В отличие от ПЭТ, полиуретан не плавится при нагревании, и для его обработки требуется прямое разрыв химических связей. Проблема в том, что полиуретан в реальных продуктах почти всегда смешан или склеен с полиэфирами и нейлоном, и существующие химические методы при разложении полиуретана повреждают другие материалы.
Исследовательская группа нашла решение: комбинируя иридиевый катализатор с фенолятным активатором и используя водород при температуре от 130 до 170 градусов Цельсия, им удалось разложить полиуретан в смешанных пластиковых отходах, при этом сосуществующие полиэфиры и нейлон остались полностью неизменными. Профессор Таканори Ивасаки (Takanori Iwasaki) из Инженерного факультета Университета Кюсю отметил, что в стандартной химии сложные эфиры более реакционноспособны, чем амиды, а амиды более реакционноспособны, чем уретаны, что означает, что полиэфиры должны разлагаться раньше нейлона, а нейлон — раньше полиуретана. Комбинируя иридиевый катализатор с подходящей добавкой, команда изменила этот порядок реакций, заставив наименее реакционноспособные связи разрываться первыми, в то время как более реакционноспособные связи остались нетронутыми.
Помимо лабораторных экспериментов, команда также протестировала этот метод на реальных коммерческих продуктах. Кухонная губка и смесовое нижнее бельё (содержащие полиуретан, полиэфиры и нейлон) были успешно обработаны: полиуретан разложился на повторно используемые компоненты, а полиэфиры и нейлон остались целыми. Метод также применим к чехлам для мобильных телефонов и автомобильным сиденьям, вышедшим из эксплуатации. Поскольку этот процесс позволяет одновременно разделить материалы и провести химическую переработку за один шаг, он открывает новые пути обработки для этих отходов, которые долгое время считались слишком сложными для утилизации.
Команда особенно оптимистично настроена в отношении двух отраслей: переработки вышедших из эксплуатации автомобилей и обработки матрасов, которые в настоящее время производят огромное количество полиуретановых отходов, но имеют ограниченные возможности для рециклинга. Таканори Ивасаки добавил, что в новых моделях японских поездов «Синкансэн» полиуретановые подушки сидений были заменены на полиэфирные, что, хотя и облегчает переработку, значительно снижает комфорт. Если смешанные пластики можно будет правильно обрабатывать, производителям больше не придётся идти на такой компромисс. Команда признаёт, что вопросы стоимости и масштабируемости ещё предстоит решить. Иридий, являющийся основным металлом катализатора, более редок и дорог, чем золото; поиск более дешёвых альтернатив и повышение каталитической эффективности являются следующими ключевыми шагами. Таканори Ивасаки размышляет: переработка пластика — это только начало. Как органический химик, его больше всего волнует возможность селективно нарушать правила химических реакций, и он надеется, что это поможет построить больше мостов между фундаментальной химией и реальными проблемами — от пластиковых отходов до синтеза лекарств и многих других областей.
