EO

Afbreekbaar polyurethaan in de maak

26 augustus 2019 om 14:46 uur

Het afbreekbare polyurethaan materiaal (paarse strip) zwelt op en lost dan op in zuur gemend met een organisch oplosmiddel (linker buisje op beide foto's) maar niet als het wordt geplaatst in zuur water (rechter buisje). Foto: Steven Zimmerman en Ephraim Morado

Wetenschappers in Amerika hebben een methode ontwikkeld om polyurethaan afbreekbaar te maken. Aan het einde van de levenscyclus van het product kan de polymeer gemakkelijk worden ontbonden in ingrediënten voor bijvoorbeeld superlijm. Het materiaal kan ook worden gebruikt om microscopische capsules te maken die biociden kunnen bevatten en kunnen openen om die vrij te laten.


"Per dag worden miljoenen tonnen polyurethaan geproduceerd om overal te worden gebruikt in schuimen, plastics, schoenen, isolatie en allerlei andere producten", aldus doctoraalstudent Ephraim Morado van de universiteit van Illinois. "Maar deze producten en dus materialen worden meestal weggegooid als de producten niet meer worden gebruikt. Het afval wordt gestort of verbrand wat een heleboel energie kost en giftige bijproducten kan genereren. Als alternatief willen wij een volgende generatie polyurethaan ontwikkelen die gemakkelijk degradeert en opnieuw kan worden ingezet voor een nieuw commercieel materiaal zoals lijm of verf."

 

Hydroxyacetaal

Er zijn veel mensen op de wereld bezig met recycling om materialen af te breken naar hun oorspronkelijke vorm om er weer nieuw materiaal van te maken. Hoofdonderzoeker Steven Zimmerman: "We kiezen een heel andere aanpak waardoor de industrie mogelijk op de korte termijn meer geïnteresseerd is om het te kopen omdat het gemakkelijker en goedkoper is. We proberen onze polymeren af te breken tot startmateriaal dat bekend is in de industrie."


Het belangrijkste verschil tussen standaard polyurethaan en Morado's versie is het invoegen van hydroxyacetaal als een van de monomeren naast de traditionele monomeren. Het team van Zimmerman had eerst een speciale jodium bevattende acetaal gebruikt om afbreekbare polymeren te maken en polyacrylamide gel. Hierin kon de polymeer worden opgelost in licht zuur water. Morado vond een nieuw type van acetaal uit voor in zijn polyurethaan zodat hij de polymeer kon oplossen zonder water. Na maanden van onderzoek ontdekte hij dat een oplossing met trichloorazijnzuur in dichloormethaan, een organisch oplosmiddel, de polyurethaan op kamertemperatuur zou kunnen oplossen in slechts drie uur tijd - in tegenstelling tot de typische verbrandingsmethode die meer dan 750 graden Celcius behoeft om de vorming van giftige gassen te voorkomen. Anders dan water zorgt dichloormethaan voor zwelling van het materiaal die het voor het zuur mogelijk maakt de ruggengraat van de polyurethane molecuulketen te breken op plekken waar de acetaalgroepen zitten. Degradatie maakt alcoholmonomeren vrij die dan kunnen worden gebruikt om nieuwe producten te maken zoals lijm die net zo goed presteert als superlijmen.

 

Licht

Morado creëerde ook acetaal bevattende polyurethanen die kunnen worden getriggerd te degraderen als ze worden blootgesteld aan licht. Hij gebruikt deze materialen om microcapsules te maken die herbicides of zelfs biocides kunnen bevatten om bijvoorbeeld zeepokken en andere organismen te doden die aan scheepshuiden plakken. Hij en Zimmerman ontwikkelden ook lijmen die oplossen als ze worden behandeld met slechts enkele druppels zuur in een dichloormethaan oplosmiddel.

 

Gerelateerd nieuws

Robotvis vliegt op carbid (video)

Robotvis vliegt op carbid (video)

Kijk, als je een bal of melkbusdop tientallen meters kan laten vliegen op calciumcarbid, waarom dan geen robot? Dat moeten de wetenschappers van het Londense Imperial College gedacht hebben terwijl ze aan de tekentafel…

Apparaten printen waarin de elektronica al is ingebed

Apparaten printen waarin de elektronica al is ingebed

Aan het MIT is een methode ontwikkeld om met standaard 3D-printers apparaten te produceren waarin de elektronica al is ingebed. De onderzoekers gebruiken filamenten met ingebedde circuits om complexe vormen af te drukken…

Human Power Team verbreekt wereldsnelheidsrecord fietsen met 122,12 km/uur

Human Power Team verbreekt wereldsnelheidsrecord fietsen met 122,12 km/uur

Het Human Power Team, een studententeam van de TU Delft en VU Amsterdam, heeft dinsdagochtend het vrouwelijke wereldsnelheidsrecord fietsen verbroken. Door een snelheid van 122,12 km/uur te trappen, verbrak atlete Rosa…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
In-cylinder potentiometer voor hydraulische cilinders

Althen Sensors & Controls introduceert nieuwe lineaire positiesensoren: magnetorestrictieve sensoren en in-cylinder...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

23 september 2019, D&F kantoor Breda

Richtlijn Arbeidsmiddelen

24 september 2019, Vianen

Masterclass Machineveiligheid (4-dagen)

24, 25 september en 1, 2 oktober 2019

Meer agendapunten »