Badacze NREL opracowali przełomową metodę, która wykorzystuje nietoksyczne zasoby, takie jak olej lniany, olej odpadowy, a nawet algi, do produkcji odnawialnego poliuretanu bez toksycznych prekursorów. To przełom, który może przyczynić się do zazieleniania rynku obuwia, samochodów, materacy i innych produktów.
Przyspiesz proces naturalnymi olejkami
Reakcja chemiczna NREL reaguje na naturalne oleje z łatwo dostępnym dwutlenkiem węgla w celu wytworzenia odnawialnego, nietoksycznego poliuretanu, co jest sposobem na tworzenie różnorodnych ekologicznych materiałów i produktów.
Prawdziwym wyzwaniem jest wymyślenie, jak przyspieszyć reakcję, aby konkurować z tradycyjnym rzemiosłem. Naukowcy muszą wytwarzać polimery o co najmniej takich samych właściwościach jak materiały tradycyjne, co stanowi główną przeszkodę techniczną w komercjalizacji poliuretanów pochodzenia biologicznego.
„Bezizocyjanianowe metody biologiczne, opisane w literaturze, są wolniejsze” — wyjaśnia NREL Tao Dong. „Dlatego musimy zapewnić, że nasza reaktywność jest porównywalna z tradycyjną chemią”.
Proces epoksydacji
Proces NREL pokonuje tę przeszkodę, opracowując preparaty na bazie biologicznej za pomocą sprytnych procesów chemicznych. Rozpoczyna się procesem epoksydowania, który przygotowuje olej bazowy (wszystko od oleju rzepakowego lub lnianego po algi lub resztki żywności) do dalszych reakcji chemicznych. W wyniku reakcji tych epoksydowanych kwasów tłuszczowych z CO2 w powietrzu lub spalinach powstają monomery węglanowe. Na koniec badacze połączyli w procesie polimeryzacji gazowane monomery z diaminami (pochodzącymi z aminokwasów, innego źródła pochodzenia biologicznego), aby wytworzyć materiał, który można utwardzić w poliuretanową żywicę nieizocyjanianową.
Zastępując poliole na bazie ropy naftowej wybranymi olejami naturalnymi, a toksyczne izocyjaniany bioaminokwasami, naukowcom udało się zsyntetyzować polimery o właściwościach porównywalnych z tradycyjnymi poliuretanami. Innymi słowy, opracowali realną, odnawialną, nietoksyczną alternatywę dla konwencjonalnego poliuretanu. Reakcje chemiczne również zwiększają korzyści dla środowiska.
„Aż 30% masy końcowego polimeru to CO 2 ” – powiedział Phil Pienkos, dodając, że biorąc pod uwagę ilość oleju i aminokwasów wytwarzanych przez CO 2 wchłaniany przez rośliny lub glony, robi to jeszcze większe wrażenie. Pierwsze miejsce.
Zwiększ wartość CO2
CO2 jest wszechobecnym gazem cieplarnianym, który jest powszechnie uważany za niefortunny odpad w różnych procesach przemysłowych, co skłania wiele firm do poszukiwania sposobów na jego absorpcję, eliminację lub nawet wykorzystanie jako potencjalne źródło zysku. Włączając CO 2 do struktury poliuretanu, Pienkos i Dong zapewnili sposób na zwiększenie jego wartości. Pienkos kontynuował:
„Oznacza to, że potrzeba mniej surowców na funt polimeru, niższe koszty i niższy ogólny ślad węglowy”. „Uważamy, że zapewnia to znaczącą szansę na zrównoważony rozwój”.
aby zaspokoić potrzeby rynku
Atoksyczny
Następnym krokiem jest sprawdzenie, czy proces można skomercjalizować i skalować w celu zaspokojenia popytu rynkowego.
W końcu, niezależnie od tego, czy jest odnawialny, czy nie, poliuretan musi spełniać oczekiwania konsumentów wobec produktów markowych. Proces jej tworzenia musi również odpowiadać procesowi produkcyjnemu firmy, aby mogła „zainwestować” w nowe materiały bez konieczności wydawania ogromnych sum pieniędzy na modernizację obiektów lub sprzętu.
„Dlatego musimy współpracować z partnerami branżowymi”, wyjaśnił Dong, „aby zapewnić, że nasze badania są zgodne z ich procesem produkcyjnym”.
W ciągu zaledwie dwóch lat, odkąd naukowcy po raz pierwszy wykazali wykonalność produkcji w pełni odnawialnego, nietoksycznego poliuretanu, wiele firm wniosło środki i partnerstwa badawcze w promowanie jego komercjalizacji.
Przestrajalna chemia
Na przykład, kontrolując proces epoksydowania lub ilość karbonizacji, proces można dostosować do wymagań wydajnościowych produktu. Dzięki temu podeszwa zewnętrzna pary butów do biegania ma wystarczającą elastyczność i wytrzymałość, aby wytrzymać uderzenia wielu mil w gorący lub zimny asfalt. Lub może zrównoważyć sztywność i wsparcie materaca.
„Jest to napędzane przepisami. Jest atrakcyjna na rynku. W oparciu o koszty ma potencjał, aby konkurować z energią nieodnawialną. Ma mniejszy ślad węglowy. Wszystko tam jest” – powiedział Pienkos o możliwościach komercjalizacji. „Stało się to najbardziej ekscytującym aspektem mojej kariery w NREL. Kiedy więc odchodzę na emeryturę, postanowiłem osiągnąć ten cel. Chcę, aby ta technologia rzeczywiście wprowadziła ją na rynek”.
„Myślę, że to dobra okazja do rozwiązania problemu zanieczyszczenia plastikiem”. „Musimy chronić nasze środowisko, czego częścią jest produkcja odnawialnych tworzyw sztucznych”.
Link do tego artykułu: Naukowcy opracowują nowe metody dla odnawialnego poliuretanu
Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！
PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji 
