【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可降解材料制备，具体地，涉及一种可降解含硒聚氨酯材料及其制备方法、降解方法和应用。
技术介绍
1、开发可降解塑料是应对当前全球塑料垃圾污染问题的有效解决方案。但是相比于不可降解塑料，目前开发的可降解塑料存在结构复杂、合成难度高的问题，因此其生产成本高于传统塑料；与此同时，可降解塑料的降解过程也会导致塑料的价值下降，因为它们会分解成无用的小分子。基于以上两点，可降解塑料较高的生产成本和降解过程带来的价值衰减存在本征矛盾。这一矛盾也导致可降解塑料的经济性和可持续性收益存在问题，从而限制了可降解塑料的开发和应用。
2、“升级再造”意味着从塑料垃圾中生产高附加值的产品，以此来提高塑料的可重复使用性，从而提高其经济效益。受这一概念的启发，将升级再造功能耦合到降解过程之中，设计一种无需额外处理即可直接降解为高附加值产品的聚合物材料，可以解决上述矛盾。这一策略在减少塑料污染的同时，还可以实现降解产物的高价值再利用，提升可降解塑料的经济收益。
3、开发同时实现上述功能的材料，合理的聚合物化学设计是关键。聚合物的结构应具有在温和条件下分解的能力，从而促进降解。此外，降解产生的化学物质应具有很高的附加值，可以在实际领域直接得到应用。然而，目前少有这样的聚合物化学结构，因此设计实现上述功能的化学结构仍然是一个巨大的挑战。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种可降解含硒聚氨酯材料及其制备方法、降解
2、在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种制备可降解含硒聚氨酯材料的方法。根据本专利技术的实施例，制备可降解含硒聚氨酯材料的方法包括：将含硒化合物、多元醇、交联剂、异氰酸酯和溶剂混合，得到可降解含硒聚氨酯材料，其中，所述含硒化合物的结构通式为ho-r1-oocch2ch2-se-ch2ch2coo-r2-oh，r1和r2分别独立地为碳原子数为2-10的烷基。
3、由此，本专利技术的制备方法将含硒化合物、多元醇、交联剂、异氰酸酯和溶剂混合，含有羟基的含硒化合物、多元醇可以与异氰酸酯反应生成含硒聚氨酯，从而将含硒二醇化合物单体引入聚氨酯网络，交联剂可以促聚氨酯形成交联结构，增强聚氨酯的化学交联作用，从而提高聚氨酯材料的力学性能和热学稳定性；本专利技术所使用的含硒化合物其结构中含有β-硒代羰基结构，β-硒代羰基是一种具有氧化反应性的化学结构，在氧化条件下，其可以通过硒氧化物消除反应实现化学结构的断裂并且产生含硒小分子，即，具有氧化响应性断裂和产生含硒小分子的功能，因此将本专利技术的含硒化合物引入聚氨酯网络结构中后可以使聚氨酯具有灵敏的氧化响应性，使其可以在温和的氧化条件下降解，并且，降解后可以得到含硒小分子，即含硒降解产物，含硒降解产物可以直接作为硒肥。由此，上述方法制备得到的可降解含硒聚氨酯材料同时实现了可降解性和高价值的转化能力，提供了可持续的经济效益，并且，上述制备方法简单，含硒化合物的加入并不会影响原有聚氨酯的生产流程，可以广泛引用于各种聚氨酯产品中，有利于实现工业化大规模生产。
4、另外，根据本专利技术上述实施例的制备可降解含硒聚氨酯材料的方法还可以具有如下附加的技术特征：
5、根据本专利技术的实施例，所述含硒化合物、所述多元醇、所述交联剂和所述异氰酸酯的摩尔比为x：1：y：(x+1+1.5y)，x为0.1-5，y为0.01-1。由此，可以使得制备得到的可降解含硒聚氨酯材料具有较好的可降解性、较好的力学性能和热学稳定性。
6、根据本专利技术的实施例，所述多元醇包括聚醚型多元醇和聚酯型多元醇中的至少一种。由此，可降解含硒聚氨酯材料的制备工艺简单，原材料来源广泛，生产成本较低，有利于实现工业化生产。
7、根据本专利技术的实施例，所述交联剂包括甘油、三乙醇胺和季戊四醇中的至少一种。由此，可降解含硒聚氨酯材料的制备工艺简单，原材料来源广泛，生产成本较低，有利于实现工业化生产。
8、根据本专利技术的实施例，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。由此，可降解含硒聚氨酯材料的制备工艺简单，原材料来源广泛，生产成本较低，有利于实现工业化生产。
9、根据本专利技术的实施例，所述溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、三氯甲烷、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、乙酸乙酯和乙酸正丁酯中的至少一种。由此，可以使得可降解含硒聚氨酯材料制备过程中的各反应物质之间反应更加充分。
10、根据本专利技术的实施例，将含硒化合物、多元醇、交联剂、异氰酸酯和溶剂混合按照下列步骤进行：(1)将所述含硒化合物、多元醇、交联剂与溶剂混合，得到混合物料；(2)将所述混合物料与异氰酸酯混合，得到可降解含硒聚氨酯材料。
11、根据本专利技术的实施例，所述混合物料中含硒化合物的浓度为0.1g/ml-1g/ml。由此，可以制备出含硒量适宜的可降解含硒聚氨酯材料，从而使其具有较好的可降解性。
12、在本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种可降解含硒聚氨酯材料。根据本专利技术的实施例，所述可降解含硒聚氨酯材料采用前面所述的方法制备得到。
13、由此，该可降解含硒聚氨酯材料在制备过程中通过加入具有β-硒代羰基结构的含硒化合物，将β-硒代羰基结构引入聚氨酯网络结构中，由于β-硒代羰基具有氧化响应性断裂和产生含硒小分子的功能，因此将β-硒代羰基结构引入本专利技术的聚氨酯网络结构中后可以使聚氨酯材料具有灵敏的氧化响应性，使其可以在温和的氧化条件下降解，并且，降解后可以得到含硒小分子，即含硒降解产物，含硒降解产物可以直接作为硒肥。由此，本专利技术的可降解含硒聚氨酯材料，同时实现了可降解性和高价值的转化能力，提供了可持续的经济效益。
14、在本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种降解可降解含硒聚氨酯材料的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：将可降解含硒聚氨酯材料与氧化剂混合，得到含硒降解产物，所述含硒降解产物包括硒粉、亚硒酸和硒酸中的至少之一。
15、由此，上述降解方法只需要将可降解含硒聚氨酯材料与氧化剂混合即可使可降解含硒聚氨酯材料发生降解并生成含硒小分子，该降解方法操作简单，降解产物可以直接再利用，并且该方法利用可降解含硒聚氨酯材料的氧化响应的特殊性，可以使可降解含硒聚氨酯材料的降解条件区别于其他塑料的降解条件，从而可以实现可降解含硒聚氨酯材料在混合塑料废物中的选择性降解。
16、另外，根据本专利技术上述实施例的降解前面所述可降解含硒聚氨酯材料的方法还可以具有如下附加的技术特征：
17、根据本专利技术的实施例，所述氧化剂包括过氧化氢水溶液或空气。由此，该降解方法操作简单，原料广泛，有利于提高可降解含硒聚氨酯材料的经济性和可持续性收益。
18、根据本专利技术的实施例，所述氧化剂为过氧化氢水溶液，所述过氧化氢水溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备可降解含硒聚氨酯材料的方法，其特征在于，包括：将含硒化合物、多元醇、交联剂、异氰酸酯和溶剂混合，得到可降解含硒聚氨酯材料，其中，所述含硒化合物的结构通式为HO-R1-OOCCH2CH2-Se-CH2CH2COO-R2-OH，R1和R2分别独立地为碳原子数为2-10的烷基。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含硒化合物、所述多元醇、所述交联剂和所述异氰酸酯的摩尔比为x：1：y：(x+1+1.5y)，x为0.1-5，y为0.01-1。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多元醇包括聚醚型多元醇和聚酯型多元醇中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述交联剂包括甘油、三乙醇胺和季戊四醇中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种；
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将含硒化合物、多元醇、交联剂、异氰酸酯和溶剂混合按照下列步骤进行：
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1.一种制备可降解含硒聚氨酯材料的方法，其特征在于，包括：将含硒化合物、多元醇、交联剂、异氰酸酯和溶剂混合，得到可降解含硒聚氨酯材料，其中，所述含硒化合物的结构通式为ho-r1-oocch2ch2-se-ch2ch2coo-r2-oh，r1和r2分别独立地为碳原子数为2-10的烷基。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含硒化合物、所述多元醇、所述交联剂和所述异氰酸酯的摩尔比为x：1：y：(x+1+1.5y)，x为0.1-5，y为0.01-1。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多元醇包括聚醚型多元醇和聚酯型多元醇中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述交联剂包括甘油、三乙醇胺和季戊四醇中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述异氰酸酯...
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