Un equipo de investigación de la Sociedad Fraunhofer y la Universidad Técnica de Munich TUM dirigido por el químico Volker Sieber ha desarrollado una nueva familia de poliamidas que puede producirse a partir de un subproducto de la producción de celulosa, un ejemplo exitoso para una economía más sostenible conmateriales de base biológica.
Las poliamidas son plásticos importantes. Se pueden encontrar en fijaciones de esquí y en automóviles o prendas de vestir. Comercialmente, hasta ahora se han fabricado predominantemente con petróleo crudo; solo hay algunas alternativas "verdes", como las basadas en poliamidasen aceite de ricino.
Los compuestos de base biológica a menudo son mucho más caros de producir y, por lo tanto, solo han podido penetrar en el mercado antes si ahora han tenido propiedades particulares.
Un equipo dirigido por Volker Sieber, profesor de Química de materias primas biogénicas en TU Munich, ha desarrollado una familia de poliamidas completamente nueva que se puede producir a partir de un subproducto de la producción de celulosa.
Nueva familia de poliamidas
El material de partida biogénico, + - 3-careno, se compone de dos anillos que se fusionan entre sí. Los químicos del TUM y el Instituto Fraunhofer de Ingeniería y Biotecnología Interfacial IGB en Straubing ahora han modificadouno de los anillos de tal manera que se pueda abrir, produciendo una larga cadena de moléculas, un polímero.
El segundo anillo permanece intacto aquí. De esta manera, en lugar de una cadena de polímero lineal como en las poliamidas tradicionales, emerge una cadena que lleva muchos anillos pequeños y otros grupos laterales. Esto le da al polímero funciones completamente nuevas.
Propiedades especiales
Las nuevas poliamidas impresionan gracias a sus propiedades especiales que las hacen atractivas para muchas aplicaciones. Por ejemplo, se funden a temperaturas más altas que los productos derivados del petróleo crudo de la competencia. Además, los nuevos compuestos se pueden producir de forma transparente, así como en unde manera parcialmente cristalina, lo que aumenta sus posibilidades de aplicación posterior utilizando la misma sustancia de partida.
"Por medio de las condiciones de reacción y los catalizadores durante la síntesis, podemos controlar fácilmente si al final obtendremos una poliamida transparente o parcialmente cristalina", explica Sieber. "Sin embargo, la estructura específica lo ofrece sobre todo la estructura específicadel material de partida de base biológica que sería muy costoso obtener de materias primas fósiles "
aumento de la sostenibilidad
Desde un punto de vista industrial, es importante que la síntesis tenga lugar básicamente en un recipiente de reacción. Este proceso "one-pot" no solo permitiría una reducción significativa en los costos, sino que también significaría un claro aumento en la sostenibilidad,según Sieber.
El material de partida biogénico +: el 3-careno en realidad se puede destilar con una alta pureza y un costo comparativamente bajo del aceite de trementina producido como producto secundario en la industria de la celulosa.
Hasta ahora, el aceite de trementina solo se calentaba en las fábricas de celulosa. "Lo usamos como un material de partida vital para los plásticos", dice Sieber. "Este es un enorme aumento de valor".
Sin competencia con la producción de alimentos
Sieber señala que, dado que el aceite de trementina es un producto secundario de la industria forestal, a diferencia del uso del aceite de ricino, no estamos compitiendo contra la producción de alimentos. Los investigadores aún no están completamente satisfechos con el rendimiento global logrado del proceso, esto es al 25 por ciento en masa.
"Gracias a la escalabilidad simple, el potencial para un proceso eficiente es muy alto", dice Paul Stockmann, cuya tesis doctoral en el TUM se basa en los hallazgos. En el Fraunhofer IGB, el químico ahora está trabajando en establecer + -3 poliamidas basadas en careno en el mercado como alternativas a las poliamidas de alto rendimiento basadas en petróleo crudo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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