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

Hoe je een gebroken hart heelt

Hoe heel je een gebroken hart?

Als de hartspier beschadigd is, is het repareren van het constant actieve orgaan een uitdaging. Empa-onderzoekers werken echter aan een op de natuur geïnspireerde weefsellijm die laesies in spierweefsel kan herstellen.…

MIT ‘tunet’ isolatiewaardes met elektriciteit

MIT ‘tunet’ isolatiewaardes met elektriciteit

Onderzoekers aan het MIT hebben een 'elektrische warmteklep' ontworpen, een apparaat dat de thermische geleidbaarheid van materialen naar behoefte kan variëren. Ze slaagden erin om het vermogen van het…

Help zwarte gaten ontdekken in het Lofar Radio Galaxy Zoo-project

Zwarte gaten ontdekken in het Lofar Radio Galaxy Zoo-project

Wetenschappers van Astromn en de universiteit Leiden zoeken hulp om de oorsprong te vinden van honderdduizenden sterrenstelsels die zijn ontdekt door radiotelescoop Lofar.

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Semiflexibele printplaten (PCB)

Semiflexibele printplaten bestaan uit gespecialiseerde FR-4-materialen en worden gemaakt volgens een specifieke...

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

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

3 maart 2020, Den Bosch

High Speed and Radio frequency PCBs

Seminar about High Speed and Radio frequency PCBs

4 maart 2020, Veldhoven

RapidPro

Op weg naar de Digitale Productie

10 maart 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

Meer agendapunten »