Bio-Polyurethane aus natürlichen Quellen
Polyole sind eine wichtige Klasse von Molekülen in der Polymerchemie, Bausteine für wichtige Verbindungen, dazu gehören auch Polyurethane. Immer mehr Bio-Polyole, die aus pflanzlichen Ölen gewonnen werden, werden modifiziert, um eine biobasierte Alternative zu Polyurethanen aus Erdöl zu bilden. Da Polyol eine der Hauptkomponenten von Polyurethan-Formulierungen ist, erhöht der Einbau von Polyolen auf Basis natürlicher Ressourcen den Gehalt an erneuerbaren Kohlenstoffen im endgültigen Material. Daher spielt die Verwendung dieser Polyole eine immer größere Rolle in der globalen Bio-Wirtschaft. Das EU-geförderte Projekt BIOPURFIL (Bio-based polyurethane composites with natural fillers) bestand aus einem gemeinsamen europäischen und südamerikanischen Konsortium. Die Forscher benutzten state-of-the-art Technologien, um biobasierte Kompositmaterialien bestehend aus Polyurethan-Matrizen, die mit natürlichen Füllstoffen verstärkt werden, herzustellen. Die Projektpartner synthetisierten verschiedene Polylen auf der Basis von natürlichem Rapsöl, Palmöl und Tallöl. Tallöl (auch als Tallol bekannt) ist eine harzige Flüssigkeit, die in großen Mengen als Nebenprodukt in Holzzellstoff- und Papierfabriken abfällt. Polyole, die aus Rizinus-, Lein- und Sojaöl abgeleitet werden, wurden ebenfalls verwendet. Mit handelsüblicher Mikrozellulose und Sisal als natürliche Füllstoffe und Glycerin als reaktives Modifizierungsmittel, um chemische Reaktionen zu erleichtern, wurden die bio-basierte Polyole zur Erzeugung verschiedener poröser und starrer Schaumstoffe sowie nicht-geschäumten Bio-Polyurethanen verwendet. Polyurethanhartschäume sind eine der wichtigsten Materialien im Bau und in der globalen Hausgeräteindustrie, beispielsweise in Kühl- und Gefriergeräten. Sie haben eine Reihe von nützlichen Eigenschaften, wie Wärmeisolierung, Schalldämpfung, und sind leicht und stoßfest. Die Wissenschaftler untersuchten auch die Auswirkungen von Bio-Polyolen, natürlichen Füllstoffen und Glycerin auf Schaumdichte sowie auf die physikalisch-chemischen und mechanischen Eigenschaften und die Morphologie. Dies lieferte wertvolle Einblicke in ihre Eignung für Spritzen, Gießen und für Gießanlagen. Die Forscher optimierten die Formulierungen, um eine Reihe von bio-basierten Kompositen vorzulegen. Darüber hinaus wurden die Herstellungsverfahren für Bio-Komposite meist ohne Lösungsmittel durchgeführt und mit verringerten Menge an Katalysatoren. BIOPURFIL wird somit zur Verringerung der Treibhausgasemissionen und des Bedarfs an fossilen Ressourcen beitragen, indem Produkte entwickelt werden, die eine wichtige umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen auf Erdöl basierenden Polyurethanen bieten können.
Schlüsselbegriffe
Polyurethan, Bio-Polyolen, Bio-Füllstoffe, Bioökonomie, BIOPURFIL, Pflanzenöl, Mikrocellulose, Sisal, Glycerin, biobasiertes Verbundmaterial, Schaum
