Naukowcy z Politechniki Gdańskiej opracowali sposób otrzymywania bio-polioli poliestrowych z produktów z fermentacji kukurydzy, które mogą zastąpić pochodne ropy naftowej w produkcji poliuretanów przy zachowaniu tych samych parametrów przetwórczych. Ich wynalazek może znaleźć zastosowanie w przemyśle tworzyw sztucznych do produkcji np. elastomerów, pianek elastycznych, farb czy lakierów.
Autorami nowatorskiego rozwiązania są dr inż. Paulina Parcheta-Szwindowska i prof. Janusz Datta z Katdery Technologii Polimerów na Wydziale Chemicznym Politechniki Gdańskiej. Ich zdaniem materiały poliuretanowe w sposób szczególny wyróżniają się wśród tworzyw sztucznych.
Dzięki swoim właściwościom mechanicznym, w tym wytrzymałościowym, znajdują zastosowanie w różnych branżach przemysłu, od medycyny, przez motoryzację, po budownictwo, często w skrajnie różnych aplikacjach. Poliuretany są jednak dość drogimi materiałami, a wynika to głównie z cen półproduktów do ich otrzymywania oraz cen ropy naftowej, dlatego też – co nabiera nowego znaczenia w kontekście obecnej sytuacji na świecie – poszukiwane są alternatywne źródła pozyskiwania surowców do ich otrzymywania. Takie, które pozwolą obniżyć koszty produkcji i wyjść poza specjalistyczny zakres zastosowań materiałów poliuretanowych – wyjaśnia dr inż. Paulina Parcheta-Szwindowska.
Jednym z dwóch głównych komponentów, z których otrzymuje się poliuretany i które wpływają na właściwości uzyskanego produktu są poliole. Naukowcy z PG opracowali liniowe bio-poliole poliestrowe oraz sposób ich otrzymywania z zastosowaniem związków pochodzenia naturalnego: bio-kwasów dikarboksylowych, bio-glikoli i ich mieszanin. Otrzymane tym sposobem bio-poliole mogą stanowić półprodukt do otrzymywania elastomerów poliuretanowych, a z nich następnie takich przedmiotów, jak etui na telefony, elastyczne paski do zegarków i elementy zabawek, uszczelki samochodowe, wypełnienia materaców, podeszwy obuwnicze, materiały powłokotwórcze, farby, lakiery czy kleje, a także mogą znaleźć zastosowanie w budownictwie do produkcji pianki PUR, np. o właściwościach tłumienia drgań akustycznych.
Nasze bio-poliole mogą być otrzymywane na aktualnie wykorzystywanych liniach technologicznych w firmach, które obecnie produkują poliole poliestrowe, co umożliwia bezpośrednie wdrożenie patentu w przemyśle. Różnicą pomiędzy poliolami petrochemicznymi stosowanymi do tej pory w firmach a naszymi jest to, że są pozyskiwane w procesach petrochemicznych, natomiast my wprowadzamy do syntezy monomery pochodzące z fermentacji kukurydzy w kontrolowanych warunkach. Wykorzystujemy je do syntezy polioli poliestrowych, które są w stanie charakteryzować się tymi samymi parametrami, co poliole petrochemiczne – tłumaczy badaczka.
Dodaje zarazem, że stosowanie monomerów wytwarzanych z biomasy ma duże znaczenie dla produkcji współczesnych materiałów polimerowych, w tym tworzyw biodegradowalnych, nie tylko ze względu na to, że stanowi alternatywę dla związków chemicznych pochodzących z surowców kopalnych, ale także dlatego, że jest sposobem na redukcję emisji dwutlenku węgla. Jednym z przykładów takich rozwiązań jest właśnie obróbka kukurydzy w procesie biorafinacji, gdzie skrobia odseparowana ze zmielonej na mokro rośliny poddawana jest procesom konwersji do substancji chemicznych. W ramach realizowanego obecnie projektu Titatnium dr inż. Parcheta-Szwindowska rozwija możliwość rozszerzenia ochrony patentowej wynalazku na Europę.
Nasza innowacja pomoże zmniejszyć ślad węglowy i jest sposobem na uniezależnienie się od zasobów ropy naftowej w tym obszarze – przekonuje.
Na niedawnych Międzynarodowych Targach Wynalazków i Innowacji INTARG 2022 naukowcy z Politechniki Gdańskiej otrzymali trzy medale: złoty za „Sposób otrzymywania lanych poliuretanów o obniżonej palności”, srebrny za „Liniowe bio-poliole poliestrowe oraz sposób ich otrzymywania oraz brązowy za „sposób otrzymywania liniowych bio-polioli poliestrowych”, a także nagrodę specjalną AWARD of World Invention Intellectual Property Association (WIIPA) za „Sposób otrzymywania nowych poliuretanów o obniżonej palności”.
MK, źródło: PG