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Jul 21, 2023

Sviluppare schiume poliuretaniche più sostenibili e riciclabili

29 novembre 2022 di University de Liege Un team di ricercatori del Centro per l'educazione e la ricerca sulle macromolecole (CERM) dell'Università di Liegi (Belgio) ha sviluppato un innovativo

29 novembre 2022

dall'Università di Liegi

Un team di ricercatori del Centro per l'Istruzione e la Ricerca sulle Macromolecole (CERM) dell'Università di Liegi (Belgio) ha sviluppato un processo innovativo che ripensa la produzione di schiume di poliuretano (PU) senza l'uso di isocianati, agenti altamente tossici, mentre essere riciclabile. Questo studio è pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie International Edition.

Le schiume di poliuretano (PU) sono prodotti indispensabili nella nostra vita quotidiana e sono disponibili come materiali rigidi e flessibili. Per decenni, le schiume rigide in PU hanno svolto un ruolo importante nel risparmio energetico quando utilizzate come pannelli isolanti più efficienti nel settore edile (ad esempio, isolamento di pavimenti, pareti e tetti negli edifici) o in articoli domestici come frigoriferi (pareti e porte). . Le schiume poliuretaniche flessibili vengono utilizzate come materiali confortevoli, ad esempio materassi, divani, poltrone, sedili per auto, ecc., ma vengono utilizzate anche per l'isolamento acustico e la protezione dagli urti.

Sebbene poco costosi, questi materiali sono preparati da composti tossici e sono difficili da riciclare. "Le schiume PU vengono preparate a partire da isocianati, sostanze chimiche altamente reattive e tossiche", spiega Christophe Detrembleur, direttore della ricerca FNRS presso il Centro per l'educazione e la ricerca sulle macromolecole (CERM) dell'unità di ricerca CESAM dell'Università di Liegi.

Sostituire questa vecchia chimica con una più rispettosa dell’ambiente e della salute, valorizzando un rifiuto emblematico (la CO2) come materia prima, è diventata una priorità per la produzione di materiali cellulari più ecologici e riciclabili.

Anche di fronte ai cambiamenti normativi che limitano l’uso degli isocianati, la produzione di schiume PU deve cambiare. I ricercatori dell'Università di Liegi hanno sviluppato un nuovo processo, potenzialmente compatibile con le infrastrutture di schiumatura industriale esistenti, per preparare schiume poliuretaniche riciclabili e prive di isocianati (NIPU) utilizzando l'acqua per generare l'agente espandente.

"Siamo riusciti", afferma Maxime Bourguignon, ricercatore del laboratorio e primo autore dell'articolo, "a imitare la tecnologia di schiumatura dei poliuretani convenzionali sostituendo gli isocianati tossici con composti di carbonato ciclico facilmente accessibili. La nostra tecnologia utilizza acqua e un catalizzatore convertire parte dei carbonati ciclici in un gas (CO2 ) che soffia la matrice, mentre l'altra parte contemporaneamente reagisce con le ammine per polimerizzare la schiuma. Il risultato è un materiale solido con una bassa densità e pori regolari. I nostri carbonati ciclici sono facilmente ottenuto dalla trasformazione chimica della CO2 e quindi svolgere un duplice ruolo, generando l'agente espandente e formando la matrice polimerica, il poliuretano."

La semplicità, la modularità e la facilità di implementazione della tecnologia combinate con l’uso di prodotti di partenza a basso costo e più ampiamente disponibili rappresentano un nuovo impulso per la prossima generazione di schiume PU più sostenibili. Si prevede che la produzione risponderà in ultima analisi ai cambiamenti legislativi imposti al settore chimico, ma anche alle esigenze sociali e ai requisiti di sostenibilità di cruciale importanza per molti settori.

Maggiori informazioni: Maxime Bourguignon et al, Schiume poliuretaniche non isocianate autosoffiate indotte dall'acqua, Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI: 10.1002/anie.202213422

Informazioni sul diario:Edizione internazionale di chimica applicata

Fornito dall'Università di Liegi