کد : ١۴۶٢١
تاریخ انتشار : ١٣٩٧/٠۶/١٣
بازدید : ۵١

از ضایعات چوب تا پلیمرهایی با کارایی بالا


ماده طبیعی;3carene یک جز از ماده ی زائد از فرایند تولید سلولز از چوب است .تا به الان بیشتر این محصول جانبی توسط آتش از بین می رفت،اما محققان Fraunhofer از یک فرایند کاتالیزی جدید استفاده می کند که 3carene را با ماده ی که از بیو پلاستیک زیست پایه استفاده کنند.پلی آمید جدید نه تنها شفاف است بلکه پایداری حرارتی بالایی نیز دارد .


از ضایعات چوب تا پلیمرهایی با کارایی بالا
پلاستیک یک جایگزین مناسب برای شیشه یا فلز برای طیف گسترده ای از کاربردهاست. پلی آمید ها نقش مهمی در تولید اجزای ساختاری با کیفیت بالا بازی می کنند، زیرا آنها نه تنها مقاوم به سایش هستند، بلکه مقاوم به بسیاری از مواد شیمیایی و حلال هستند. امروزه پلی آمید به طور عمده از نفت خام تولید می شود.
 
جایگزین پایدار: مونومرها از زباله های چوب
 
مؤسسه Fraunhofer Engineering و Biotechnology IGB یک جایگزین پایدار برای تولید پلاستیک های با کارایی بالا از Terpeneهای موجود در چوب با غنی از رزین است. مواد طبیعی موجود در کاج، صنوبر جز منابع این ماده هستند. در تولید پالپ، که در آن چوب برای جدا کردن الیاف سلولز شکسته می شود، Terpene  ها در مقادیر زیادی به عنوان یک محصول جانبی، نفت مخزن جدا می شوند

در پروژه مشترک "TerPa - Terpenes به عنوان بلوک های ساختمانی برای پلی آمید های بیولوژیک"، محققان شاخه Straubing BioCat از Fraunhofer IGB موفق به بهینه سازی سنتز لاکتام از ترپن 3-carene و تبدیل آنها به یک روند مقیاس پذیر، رقابتی در مقیاس بالقوه صنعتیشدند. لاکتام ها بلوک های ساختمانی برای تولید پلی آمید ها هستند. کارشناسان Straubing در حال حاضر می توانند نشان دهند که terpenes مانند α-pinene، limonene و 3-carene مواد اولیه مناسب برای سنتز لاکتام های زیست پایه  هستند

توالی واکنش یک جانبه اقتصادی

تبدیل 3-careneبه لاکتام مربوطه، به چهار مرحله شیمیایی پیوسته نیاز دارد. ویژگی خاص ثبت اختراع در انتظار راه Straubing این است که تبدیل می تواند به عنوان یک "دنباله واکنش یکجا" در یک رآکتور واحد انجام شود.محققان این را با دقت در انتخاب کاتالیزورها و شرایط واکنش به دست آوردند و که موجب صرفه جویی در وقت و پول می شود . حتی در یک مقیاس آزمایشگاهی، فرایند ما بیش از 100 گرم مونومر لاکتام خالص دیاستاریمری را تولید می کند. این مقدار برای تحقیقات اولیه تولید و ارزیابی پلاستیک های جدید کافی است. مزیت دیگر: برای سنتز لاکتام هیچ مواد شیمیایی خطرناک و سمی ندارند

پایه بیولوژیکی، شفاف، پایدار گرما

با این وجود،با توجه به ساختار شیمیایی ویژه 3carene ، زنجیره های جانبی ترکیبات طبیعی، کریستالی شدن پلیمر حاصل را مهار می کند.دکتر Harald  Strittmatterمی گوید که این پروژه را در شعبه BioCat در Straubing هدایت می کند. این باعث می شود پلی آمید جدید به عنوان محافظ مناسب استفاده شود، به عنوان مثال در کلاه های آفتابی یا عینک اسکی. آنها همچنین می توانند با انرژی قابل ملاحظه ای کمتر از پلی آمید ها ی شفاف بر پایه نفت تولید شوند. در مقایسه با سایر بیوپلاستیک ها که عمدتا از نشاسته ذرت، گندم یا سیب زمینی تولید می شوند، پلی آمید های زیستی با تولید مواد غذایی رقابت نمی کنند. در عوض، آنها به یک جریان که تا کنون برای تولید انرژی سوخته است، ارزش می دهد

مزیت دیگر: پلی آمید های جدید با پایه های زیستی دارای خواص حرارتی عالی هستند. "نقطه انتقال شیشه پلی آمید ما 110 درجه سانتی گراد است. به همین دلیل،آنها همچنین می توانند در دماهای بالا به طور دائم، به عنوان مثال، در اجزای موتور محفظه وسایل نقلیه موتوری استفاده شوند. درست است که پلی آمید های ساخته شده از منابع فسیلی خواص دما مشابهی دارند. آنها در طول زمان تحت تاثیر نور UV، با محدود کردن پتانسیل خود را برای کاربردهای در فضای باز مورد استفاده قرار می گیرد

Carenlactams PA12 و PA6 جدید خواص

دانشمندان همچنین لاکتام های  زیست پایه را با دیگر مولکول های مونومر قابل دسترس در بازار - لورولاکتام (مونومر PA12) و کاپرولاکتام (مونومر PA6) پلیمری کردند تا کوپلیمرهای تشکیل دهند. بلورینگی و در نتیجه شفافیت جدید کوپلیمرها به طور قابل توجهی اصلاح شود. در اصل، پروفیل های کاربردی پلاستیک های PA12 و PA6 به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد

پس از بهینه سازی بیشتر سنتز مونومر، همکاران در موسسه Fraunhofer برای محیط زیست، ایمنی و تکنولوژی انرژی UMSICHT در اوبرهاوزن این فرایند را به مقیاس آزمایشی 20 لیتری انتقال می دهند و مقادیر بیشتری از نمونه های لاکتام را تولید می کنند. سپس خواص پلیمرها و کوپلیمرهای جدید برای شناسایی کاربردها مورد بررسی قرار می گیرد. دانشمندان همچنین قصد مطالعه زیست تخریبپذیری پلی آمید جدید را دارند. محققان Fraunhofer امیدوارند که شرکت های علاقه مند بتوانند نتایج را به مقیاس صنعتی انتقال دهند

منبع:
https://phys.org/news/2018-08-percent-biobased-transparent-thermally-stable.html
August 30, 2018, Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB
برچسب: پلاستیک , پلیمر , زیست پایه, بیوپلاستیک , زیست تخریب پذیر, لاکتام, کاپرو لاکتام, لورو لاکتام, 3CARENE, PA6, PA12, خبر پلیمری , پلینو

فرم ارسال نظر

ارسال نظر

نام:
 
آدرس ایمیل:
پیام:
 
    
عبارت امنیتی:
 

نظرات

موردی یافت نشد !