Исследователи во главе с Майклом Кесслером, директором Berry Family и профессором Школы механики и материаловедения Вашингтонского государственного университета, опубликовали статью о своей работе в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
Полиуретан чрезвычайно прочен, устойчив к коррозии и износу, но исследователи хотели бы получить более экологичную альтернативу продукту на нефтяной основе. В 2010 году было произведено около 14 миллионов тонн полиуретана, и ожидается, что к 2016 году производство вырастет почти на 30 процентов.
Хотя уже есть некоторые полиуретаны, изготовленные из растительных материалов, исследовательская группа Кесслера разработала новый метод, в котором используются растительные масла для создания материалов с широким спектром гибкости, жесткости и формы.
Растительные масла недорогие, легкодоступные, возобновляемые и могут быть генетически модифицированы.
В ходе исследования ученые сделали полиуретан из оливкового, канолового, виноградного, льняного и касторового масел. В то время как другие исследователи боролись с использованием растворителей на нефтяной основе, исследователи WSU, работая с коллегами из штата Айова и из университетов Каира, не использовали растворители или катализаторы в своем производстве.
Чтобы сделать полиуретан, производители объединяют два типа химических соединений в реакции. Одним из химических веществ является полиол, который представляет собой соединение с несколькими гидроксильными функциональными группами, доступными для реакции.
Некоторые масла, такие как льняное масло, имеют пять или шесть центров реакции, что делает материал более жестким. У других, таких как оливковое масло, меньше реакционных центров, что делает материал более гибким.
«Что нового в этом, так это то, как мы делаем полиолы», — сказал Кесслер, сравнив этот процесс со сборкой с помощью Legos. "То же самое и с этими химическими группами. Они соединяются вместе и образуют химическую связь.
«Новизна этой конкретной работы заключается в том, что в этих полиуретанах используется новый химический состав, состоящий из комбинации жирной кислоты касторового масла и модифицированных растительных масел», — сказал он.
Кесслер, директор Центра биопластиков и биокомпозитов, надеется, что этот метод понравится индустрии пластмасс.
Центр, созданный в сотрудничестве между WSU и Государственным университетом Айовы, является первым промышленным и университетским совместным исследовательским центром, посвященным разработке пластмасс на биологической основе.
Он стартовал в начале этого года с помощью гранта Национального научного фонда и объединяет партнеров для проведения исследований, которые особенно актуальны для промышленности с высоким потенциалом коммерциализации.
Всего членами центра являются 24 компании.