Innowacyjny proces wytwarzania pianki poliuretanowej z ograniczoną zawartością izocyjanianu
W sektorze stosującym piankę PU na terenie UE działa ponad 50 000 przedsiębiorstw zatrudniających w sumie 1,6 mln pracowników. Izocyjanian i alkohole polihydroksylowe stanowią główne składniki pianki PU, które wchodzą w reakcję w obecności różnych substancji. W drodze tej reakcji wytwarzana jest pianka PU. Izocyjanian stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa pracy i jest powiązany z 10–20% przypadków zachorowań na astmę w UE. W ramach projektu FREEFOAM (Novel PUR foaming manufacturing process with reduced toxic isocyanate content) opracowano nowe rozwiązanie tego problemu, oparte na zastosowaniu izocyjanianu kapsułkowanego. Dzięki homogenicznej reakcji mieszaniny składającej się z izocyjanianu kapsułkowanego rozpuszczonego w alkoholu polihydroksylowym można uwalniać izocyjanian w kontrolowany sposób. Powoduje to wzrost ogólnej reaktywności oraz powstrzymuje występowanie reakcji aż do odpowiedniego momentu, dzięki czemu wymagana ilość wolnego izocyjanianu jest mniejsza. Z kolei mniejsza ilość osadzonego na piance izocyjanianu minimalizuje jego uwalnianie do środowiska. Dodatkowym atutem jest uzyskanie bardziej jednorodnej pianki oraz zmniejszenie ilości wytwarzanych odpadów wynikających z niewielkiej jednorodności mieszaniny reakcyjnej. Partnerzy projektu zbadali kilka różnych preparatów z izocyjanianem oraz wskazali diizocyjanian toluilenu jako preparat najlepiej nadający się do umieszczenia w kapsułce. Mogą one znaleźć zastosowanie na przykład w kontrolowanym uwalnianiu wewnętrznego materiału o określonych właściwościach, w konkretnej temperaturze i pH. Nowa metoda może być stosowana w sektorze farmaceutycznym, kosmetycznym, chemicznym, rolniczym i spożywczym. Przygotowano, scharakteryzowano i przetestowano w sumie 14 nowych jonowych i niejonowych surfaktantów. Dokładnie zbadano ich wpływ na proces formowania się kapsułek i ich stabilność. Ponadto zespół ocenił proces spieniania z wykorzystaniem opracowanych metodologii zliczania izocyjanianów uwalnianych po pęknięciu kapsułek. W ramach projektu FREEFOAM powstał nowy, zaawansowany system pianki PU o ulepszonych właściwościach i zmniejszonej toksyczności. Pozwala on na uzyskanie bezpiecznego i przyjaznego środowisku produktu, przyczyniając się do zmniejszenia importu i zwiększenia eksportu takich wyrobów z Europy. Małe i średnie przedsiębiorstwa współpracujące z projektem posiadają ponadto wiedzę techniczną, która umożliwi im tworzenie lepszych produktów i usług oraz dokładniejsze poznanie potrzeb użytkowników końcowych, jak i na wytwarzanie bardziej jednorodnych pianek poliuretanowych.
Słowa kluczowe
Pianki poliuretanowe, izocyjanian, pianka PUR, poliol, FREEFOAM, diizocyjanian toluilenu