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Jul 21, 2023

Desarrollando espumas de poliuretano más sostenibles y reciclables

29 de noviembre de 2022 por Universidad de Lieja Un equipo de investigadores del Centro de Educación e Investigación sobre Macromoléculas (CERM) de la Universidad de Lieja (Bélgica) ha desarrollado un innovador

29 de noviembre de 2022

por la Universidad de Lieja

Un equipo de investigadores del Centro de Educación e Investigación sobre Macromoléculas (CERM) de la Universidad de Lieja (Bélgica) ha desarrollado un proceso innovador que replantea la fabricación de espumas de poliuretano (PU) sin el uso de isocianatos -agentes altamente tóxicos-, al tiempo que siendo reciclable. Este estudio se publica en la revista Angewandte Chemie International Edition.

Las espumas de poliuretano (PU) son productos indispensables en nuestra vida diaria y están disponibles en materiales rígidos y flexibles. Durante décadas, las espumas rígidas de PU han desempeñado un papel importante en el ahorro de energía cuando se utilizan como paneles aislantes más eficientes en el sector de la construcción (por ejemplo, aislamiento de suelos, paredes y tejados en edificios) o en artículos domésticos como frigoríficos (paredes y puertas). . Las espumas flexibles de PU se utilizan como materiales de confort, por ejemplo, en colchones, sofás, sillones, asientos de automóviles, etc., pero también se utilizan para aislamiento acústico y protección contra golpes.

Aunque económicos, estos materiales se preparan a partir de compuestos tóxicos y son difíciles de reciclar. "Las espumas de PU se preparan a partir de isocianatos, que son sustancias químicas altamente reactivas y tóxicas", explica Christophe Detrembleur, director de investigación del FNRS en el Centro de Educación e Investigación sobre Macromoléculas (CERM) de la unidad de investigación CESAM de la Universidad de Lieja.

Reemplazar esta antigua química por una más respetuosa con el medio ambiente y la salud, valorizando al mismo tiempo un residuo emblemático (el CO2) como materia prima, se ha convertido en una prioridad para la producción de materiales celulares más ecológicos y reciclables.

Ante los cambios normativos que restringen el uso de isocianatos, la fabricación de espumas de PU también tiene que cambiar. Investigadores de la Universidad de Lieja han desarrollado un nuevo proceso, potencialmente compatible con las infraestructuras de espumación industriales existentes, para preparar espumas de poliuretano reciclables (NIPU) libres de isocianatos utilizando agua para generar el agente espumante.

"Hemos logrado imitar la tecnología de formación de espuma de los poliuretanos convencionales", afirma Maxime Bourguignon, investigador del laboratorio y primer autor del artículo, sustituyendo los isocianatos tóxicos por compuestos de carbonato cíclicos de fácil acceso. Nuestra tecnología utiliza agua y un catalizador. para convertir parte de los carbonatos cíclicos en un gas (CO2) que sopla la matriz, mientras que la otra parte simultáneamente reacciona con aminas para curar la espuma. El resultado es un material sólido de baja densidad y poros regulares. Nuestros carbonatos cíclicos son fácilmente Se obtienen por transformación química del CO2 y cumplen así una doble función, generando el agente espumante y formando la matriz polimérica, el poliuretano.

La simplicidad, modularidad y facilidad de implementación de la tecnología combinada con el uso de productos iniciales de bajo costo y más ampliamente disponibles es un nuevo impulso para la próxima generación de espumas de PU más sostenibles. Se espera que la producción responda en última instancia a los cambios legislativos impuestos al sector químico, pero también a las necesidades sociales y requisitos de sostenibilidad de crucial importancia para muchos sectores.

Más información: Maxime Bourguignon et al, Espumas de poliuretano sin isocianato autosopladas inducidas por agua, Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI: 10.1002/anie.202213422

Información de la revista:Edición Internacional de Química Aplicada

Proporcionado por la Universidad de Lieja