Biologiczne poliuretany z zasobów naturalnych
Poliole to ważna klasa cząsteczek dla chemii polimerów, będących elementami budulcowymi do tworzenia związków chemicznych, w tym poliuretanów. Coraz częściej biologiczne poliole otrzymywane z olejów roślinnych modyfikuje się w celu stworzenia biologicznych poliuretanów, stanowiących alternatywę dla poliuretanów otrzymywanych z paliw kopalnych. Ponieważ poliol jest jednym z głównych komponentów formuł poliuretanu, wdrożenie polioli opartych na naturalnych zasobach zwiększa zawartość odnawialnego węgla w końcowym materiale. Dlatego też użycie polioli odgrywa coraz większą rolę w światowej biogospodarce. W ramach finansowanego ze środków UE projektu BIOPURFIL (Bio-based polyurethane composites with natural fillers) stworzono wspólne europejskie i południowoamerykańskie konsorcjum. Naukowcy wykorzystali najnowsze technologie w celu uzyskania biologicznych kompozytów składających się z poliuretanowej osnowy wzmocnionej naturalnymi wypełniaczami. Partnerzy projektu zsyntetyzowali różne naturalne poliole oparte na oleju rzepakowym i oleju palmowym. Oleje talowe to żywiczna ciecz powstająca w dużych ilościach jako produkt uboczny przemysłu celulozowo-papierniczego. Wykorzystano także poliole otrzymane z oleju rycynowego, nasion lnu i soi. Przy pomocy dostępnej na rynku mikrocelulozy oraz sizalu pełniących rolę naturalnego wypełniacza oraz gliceryny pełniącej rolę reaktywnego modyfikatora badacze wytworzyli z polioli różne porowate i sztywne pianki, a także niepiankowe biopoliuretany. Sztywne pianki poliuretanowe stanowią jeden z ważniejszych materiałów używanych w budownictwie i w zastosowaniach ogólnych, np. w lodówkach i zamrażarkach. Pianki posiadają wiele użytecznych cech, takie jak izolacja cieplna, pochłanianie dźwięku, mała waga czy odporność na wstrząsy. Naukowcy zbadali również wpływ polioli biologicznych, naturalnych wypełniaczy i gliceryny na gęstość pianek oraz ich właściwości fizykochemiczne i mechaniczne oraz morfologię. Dzięki temu uzyskano istotne informacje na temat systemów natryskiwania, formowania i odlewania. Zespół badawczy zoptymalizował również przygotowane substancje, aby uzyskać szereg biologicznych kompozytów. Ponadto procesy przygotowywania kompozytów biologicznych przeprowadzane były w większości przypadków bez rozpuszczalnika oraz przy mniejszej ilości katalizatorów. Projekt BIOPURFIL pomoże zatem w ograniczeniu emisji gazów cieplarnianych i ograniczy potrzebę stosowania paliw kopalnych poprzez opracowanie produktów stanowiących ważną ekologiczną alternatywę dla konwencjonalnych poliuretanów otrzymywanych z ropy naftowej.
Słowa kluczowe
Poliuretany, biologiczne poliole, biologiczne wypełniacze, biogospodarka, BIOPURFIL, olej roślinny, mikroceluloza, sizal, gliceryna, biologiczne kompozyty, piana
