目前有超過1,000種商業(yè)化的聚合物。然而，只有少數(shù)材料，如聚烯烴、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酯，在數(shù)量上占據(jù)了主要市場份額。在這些材料中，聚氨酯（PU）一直是可持續(xù)性研究的目標。對可持續(xù)聚氨酯的研究及其隨后的商業(yè)化背后有許多驅(qū)動因素。
在終端市場的大量存在
通過其各種形式--剛性；柔性；涂料、膠粘劑、密封劑和彈性體（CASE）；以及其他。聚氨酯在終端市場上根深蒂固，眾所周知，一種材料越接近終端消費市場，消費者對其可持續(xù)性的興趣就越大。消費者的環(huán)境意識影響著他們的消費模式，這加快了制造商向被認為比替代品更可持續(xù)和環(huán)保的原材料和工藝遷移的步伐。
聚氨酯的強勁增長
根據(jù)ChemBizR的數(shù)據(jù)，聚氨酯在5700億美元的美國聚合物市場中約占6%至8%的市場份額。盡管聚氨酯的產(chǎn)量與其他聚合物相比相對較低，但根據(jù)ChemBizR的預測，其大約7%的年增長率使聚氨酯成為一個有吸引力的投資候選者，成為有可能被整個行業(yè)采用的可持續(xù)性選擇。
實現(xiàn)可持續(xù)性的多種途徑
聚氨酯的基本前體多元醇可以通過回收或從可再生資源生產(chǎn)。回收聚氨酯以獲得多元醇，并將其與原生多元醇一起用于制造聚氨酯，目前正在商業(yè)化。從可再生資源（如植物）中提取的多元醇也被商業(yè)化地用于制造聚氨酯泡沫和眾多產(chǎn)品中的涂層。因此，兩種選擇的可用性導致了實現(xiàn)可持續(xù)性的雙管齊下的戰(zhàn)略。在異氰酸酯方面，進展緩慢，但隨著對可再生苯胺的開發(fā)繼續(xù)進行研究，預計步伐將加快。
可持續(xù)的聚氨酯已經(jīng)有十年的商業(yè)化應用。然而，在過去的幾年里，商業(yè)化的步伐已經(jīng)大大加快。這里將從供應商和客戶層面分析可持續(xù)性的現(xiàn)狀。
聚氨酯供應商
全球聚氨酯供應商越來越多地采用生物基或回收的原材料。例如，科思創(chuàng)正在使用基于琥珀酸原料的聚酯多元醇，用于熱塑性聚氨酯（TPU）和水基聚氨酯分散體（合成皮革應用）。巴斯夫正在努力實現(xiàn)循環(huán)性，通過回收床墊來回收原材料，其質(zhì)量可與原生樹脂媲美。它的工藝分解了柔性聚氨酯以獲取多元醇。而陶氏的Renuva床墊回收項目通過化學回收將廢棄的床墊泡沫重新轉(zhuǎn)化為原始多元醇。
聚氨酯客戶
建筑和施工。建筑業(yè)中聚氨酯的主要消費是在硬質(zhì)泡沫塑料絕緣方面。然而，對生物基聚氨酯和其他可持續(xù)聚氨酯產(chǎn)品的需求主要是由涂料和膠粘劑的應用所驅(qū)動。PPG提供基于帝斯曼開發(fā)的膠粘劑的生物基建筑涂料。這些樹脂來自于生物基聚氨酯和丙烯酸酯。
汽車和移動性。福特公司聲稱已經(jīng)將大豆基多元醇用于聚氨酯泡沫的座墊、椅背和頭枕。沃爾沃在其汽車中使用有限的生物基材料。它曾嘗試在汽車內(nèi)飾中使用大豆基泡沫，如座椅；然而，它的主要重點是使用回收材料
鞋類和運動。據(jù)報道，耐克公司在限量版的鞋底中使用由路博潤公司的子公司Merquinsa開發(fā)的生物TPU。這種生物TPU含有源自蓖麻的多元醇，與傳統(tǒng)的石油基聚合物混合在一起。去年，阿迪達斯推出了其100%可回收的高性能跑鞋。每個部件都是由100%可回收的TPU制成。
家電。生物基材料在家電中的應用相當緩慢，主要是由于精確的性能規(guī)格。土耳其跨國家用電器制造商Areclik在2019年推出了一款 "生物冰箱"，該冰箱使用了生物基聚氨酯絕緣材料。
結(jié)論
從客戶到材料供應商、加工商和原始設備制造商，多種因素正在推動對可持續(xù)聚氨酯的需求。然而，性能要求、相對困難的可加工性、有限的原材料供應和高成本阻礙了其發(fā)展。為了應對這些挑戰(zhàn)，主要的聚氨酯供應商和多家初創(chuàng)企業(yè)正在開發(fā)生物基或回收的聚氨酯原料替代品。隨著可持續(xù)發(fā)展運動的興起，這一趨勢預計將在未來不同的應用領(lǐng)域進一步加強。
