Группа исследователей из Центра образования и исследований макромолекул (CERM) Льежского университета (Бельгия) разработала инновационный процесс, который переосмысливает производство пенополиуретанов (ПУ) без использования изоцианатов — высокотоксичных веществ — при этом быть пригодным для вторичной переработки. Это исследование опубликовано в журнале Angewandte Chemie International Edition .
Пенополиуретаны (PU) являются незаменимыми продуктами в нашей повседневной жизни и доступны в виде жестких и гибких материалов . В течение десятилетий жесткие пенополиуретаны играли важную роль в экономии энергии при использовании в качестве наиболее эффективных изоляционных панелей в строительном секторе (например, изоляция полов, стен и крыш в зданиях) или в предметах домашнего обихода , таких как холодильники (стены и двери). . Гибкие пенополиуретаны используются в качестве комфортных материалов, например, для изготовления матрасов, диванов, кресел, автомобильных сидений и т. д., а также для звукоизоляции и защиты от ударов.
Хотя эти материалы недороги, они изготавливаются из токсичных соединений и их трудно перерабатывать. «Вспененные полиуретаны изготавливаются из изоцианатов, которые являются высокореактивными и токсичными химическими веществами», — объясняет Кристоф Детремблер, директор по исследованиям FNRS в Центре образования и исследований макромолекул (CERM) исследовательского подразделения CESAM в Университете Льежа.
Замена этой старой химии на более экологичную и безопасную для здоровья, при одновременном повышении ценности символических отходов (CO 2 ) в качестве сырья, стала приоритетом для производства более экологичных и пригодных для повторного использования ячеистых материалов.
Также в связи с нормативными изменениями, ограничивающими использование изоцианатов, производство пенополиуретанов должно измениться. Исследователи из Университета Льежа разработали новый процесс, потенциально совместимый с существующей промышленной инфраструктурой пенообразования, для получения не содержащих изоцианатов и перерабатываемых пенополиуретанов (NIPU) с использованием воды для производства пенообразователя.
«Нам удалось, — говорит Максим Бургиньон, исследователь в лаборатории и первый автор статьи, — имитировать технологию вспенивания обычных полиуретанов, заменив токсичные изоцианаты легкодоступными циклическими карбонатными соединениями. В нашей технологии используются вода и катализатор. для преобразования части циклических карбонатов в газ (CO 2 ), который продувает матрицу, а другая часть одновременно реагирует с аминами для отверждения пены.В результате получается твердый материал с низкой плотностью и регулярными порами.Наши циклические карбонаты легко получают путем химического превращения CO 2 и, таким образом, выполняют двойную роль, образуя вспенивающий агент и формируя полимерную матрицу, полиуретан ».
Простота, модульность и простота внедрения технологии в сочетании с использованием недорогих и наиболее доступных исходных продуктов являются новым стимулом для следующего поколения более экологичных пенополиуретанов. Ожидается, что производство в конечном итоге будет реагировать на законодательные изменения, наложенные на химический сектор, а также на социальные потребности и требования устойчивости, имеющие решающее значение для многих секторов.
