21.01.2021 - Universidad de Córdoba

Neue biologisch abbaubare Polyurethan-Schaumstoffe aus Weizenstroh entwickelt

Jedes Jahr werden weltweit etwa 734 Millionen Tonnen Weizenstroh produziert, eine große Menge an Abfall, die billig ist und bisher keine genau definierte Verwendung hatte. Kürzlich konnten die Forschungsgruppen RNM-271 Chemical Engineering und FQM-383 NANOVAL Organic Chemistry an der Universität Córdoba diesem landwirtschaftlichen Überschussmaterial eine neue Verwendung geben, indem sie es als Grundlage für die Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen verwendeten.

Dieser auch als Schaumgummi bekannte Kunststoff, der oft aus Erdölnebenprodukten hergestellt wird, ist in der Industrie äußerst vielseitig einsetzbar und wird im Bau- und Automobilsektor als Dichtungsmaterial sowie als Wärme- und Schalldämpfer verwendet.

Die neue Arbeit, die in der Zeitschrift Polymers veröffentlicht wurde und an der auch das chilenische Advanced Polymers Research Center (CIPA) beteiligt war, hat einen neuen Verwendungszweck für diese Weizenabfälle gefunden. Nachdem diese Abfälle verflüssigt wurden, erhält man Polyole. Diese Polyole sind eine der Schlüsselverbindungen, die bei der chemischen Reaktion zur Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen eine Rolle spielen.

Bislang war Rizinusöl einer der Hauptkandidaten im Rennen um einen nachhaltigen Polyurethanschaum, der kein Erdöl benötigt. Das Problem ist, wie Esther Rincón, eine der Hauptautorinnen der Arbeit, erklärt, dass dieses Pflanzenöl "keine vollständige Härte und Trockenheit bietet, sobald es der Luft ausgesetzt ist", einer der Schlüssel für die korrekte Bildung von Gummischaum.

Aus diesem Grund schlug die neue Forschung vor, 50 % dieses Rizinusöls durch Weizenstroh zu ersetzen, mit Ergebnissen, die sehr ähnliche Eigenschaften bieten wie die, die durch traditionelle Herstellungsprozesse erzeugt werden, die nicht-erneuerbare Verbindungen verwenden: "Wir konnten sehr wünschenswerte Parameter bei der Herstellung des Schaums erzielen, indem wir 96% des verwendeten Weizens mit einer fast maximalen Leistung umwandelten", erklärt Esther Rincón. Außerdem, so die Forscherin, erreichten sie einen höheren Grad an biologischer Abbaubarkeit als bei den derzeit auf dem Markt befindlichen Produkten, was bedeutet, dass dieses Material weniger Zeit braucht, um sich zu zersetzen.

Während diese neuen Polyurethan-Schaumstoffe unendlich viele Anwendungen haben und sogar mit anderen Arten von Biomasse hergestellt werden könnten, wird die Forschungsgruppe sie in der zweiten Phase ihrer Studie in Baumschulen einsetzen, um das Pflanzenwachstum zu unterstützen. "Anstatt die Pflanze zu gießen, und mit dem Ziel, Trockenheitsprobleme zu bewältigen und Überwässerung zu verhindern, würden wir das Wasser in den Schaum einspritzen, so dass die Pflanze es nach Bedarf verbrauchen kann", erklärt der Forscher.

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