Un equipo de investigadores del Centro de Educación e Investigación de Macromoléculas (CERM) de la Universidad de Lieja (Bélgica) está centrado en el desarrollo de espumas de poliuretano más reciclables y sostenibles sin el uso de isocianatos, agentes altamente tóxicos, al mismo tiempo que siguen siendo reciclables.
Las espumas de poliuretano (PU) son productos indispensables en nuestra vida diaria y están disponibles como materiales rígidos y flexibles. Durante décadas, las espumas rígidas de PU han jugado un papel importante en el ahorro de energía cuando se utilizan como los paneles aislantes más eficientes en el sector de la construcción (por ejemplo, aislamiento de pisos, paredes y techos en edificios) o en artículos para el hogar como refrigeradores (paredes y puertas). Las espumas flexibles de PU se utilizan como materiales de confort, por ejemplo, colchones, sofás, sillones, asientos de automóviles, etc., pero también se utilizan como aislamiento acústico y protección contra golpes.
Aun siendo económicos, estos materiales se preparan a partir de compuestos tóxicos y 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 de FNRS en el Centro de Educación e Investigación sobre Macromoléculas (CERM) dentro de la unidad de investigación CESAM de la Universidad de Lieja.
Reemplazar esta vieja química por otra más respetuosa con el medio ambiente y la salud, valorizando al mismo tiempo un residuo emblemático (CO 2 ) como materia prima, se ha convertido en una prioridad para la producción de materiales celulares más ecológicos y reciclables.
Investigadores de la Universidad de Lieja han desarrollado un nuevo proceso, potencialmente compatible con las infraestructuras industriales de formación de espuma existentes, para preparar espumas de poliuretano reciclables y sin isocianato (NIPU) utilizando agua para generar el agente de expansión. También frente a cambios regulatorios que restringen el uso de isocianatos, la fabricación de espumas de PU tiene que cambiar.
“Hemos tenido éxito”, dice Maxime Bourguignon, investigador del laboratorio y primer autor del artículo “al imitar la tecnología de formación de espuma de los poliuretanos convencionales reemplazando los isocianatos tóxicos con compuestos de carbonato cíclico de fácil acceso. Nuestra tecnología utiliza agua y un catalizador para convertir parte de los carbonatos cíclicos en un gas (CO 2 ) que sopla la matriz, mientras que la otra parte reacciona simultáneamente con las aminas para curar la espuma.El resultado es un material sólido de baja densidad y poros regulares. Nuestros carbonatos cíclicos se obtienen fácilmente por transformación química del CO 2 y cumple así una doble función, generando el agente espumante y formando la matriz polimérica, el poliuretano .
La simplicidad, la modularidad y la facilidad de implementación de esta tecnología combinadas con el uso de productos 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 los requisitos de sostenibilidad de importancia crucial para muchos sectores.
Fuentes: Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI: 10.1002/anie.202213422
Información de la revista: Angewandte Chemie International Edition
