Biopoliole z biomasy odpadowej

Każdego roku przemysł rolno-spożywczy w Polsce generuje miliony ton odpadowej biomasy roślinnej – obierek, wytłoków, łupin. Większość z nich kończy jako koszt utylizacji. W Łukasiewicz – Instytucie Chemii Przemysłowej ten strumień zmienia się w pełnowartościowe surowce chemiczne – biopoliole, które mogą zastąpić komponenty petrochemiczne w produkcji pianek, tworzyw i materiałów kompozytowych.

Biopoliole to związki chemiczne z wieloma grupami hydroksylowymi (–OH), które umożliwiają ich udział w reakcjach tworzenia polimerów. W praktyce są kluczowym składnikiem m.in. systemów poliuretanowych (PUR/PIR), gdzie współtworzą strukturę pianek, a także materiałów na bazie biopolimerów.

W zależności od zaprojektowanych parametrów biopoliole mogą pełnić różne funkcje:

• surowca do produkcji pianek poliuretanowych (PUR/PIR),
• plastyfikatora i modyfikatora właściwości skrobi termoplastycznej (TPS),
• komponentu materiałów biodegradowalnych i kompozytowych.

Jak to się robi?

Proces polega na kontrolowanym upłynnianiu biomasy odpadowej w obecności niskocząsteczkowych polioli oraz odpowiednio dobranego katalizatora. Parametry takie jak temperatura, czas reakcji, proporcje składników czy rodzaj katalizatora są precyzyjnie optymalizowane.

Dzięki temu Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej nie oferuje jednego, uniwersalnego produktu. Projektuje biopoliole pod konkretne zastosowanie, tak aby spełniały określone kryteria reaktywności, lepkości, stabilności czy kompatybilności z innymi składnikami systemu.

Gdzie to działa?

Pianki PUR/PIR

Tu liczy się reaktywność i stabilność struktury. Odpowiednio zaprojektowany biopoliol zapewnia kontrolę spieniania, jednorodną strukturę komórkową, powtarzalność parametrów i możliwość pełnego zastąpienia polioli syntetycznych.

Plastyfikacja skrobi termoplastycznej (TPS)

W zastosowaniach TPS istotne są lepkość, kompatybilność ze skrobią oraz ograniczona wrażliwość na wilgoć. Biopoliole opracowane w Łukasiewicz – IChP:

• poprawiają elastyczność materiału,
• ułatwiają jego przetwarzanie,
• działają jako efektywne plastyfikatory bez nadmiernego usieciowania struktury.

Elastyczność surowcowa = przewaga

Różne rodzaje biomasy odpadowej mają różny skład chemiczny. Naukowcy traktują tę zmienność jako atut, bo pozwala projektować materiały o precyzyjnie określonych cechach mechanicznych i użytkowych. Biopoliole mogą być też dalej modyfikowane chemicznie, co otwiera drogę do rozwiązań szytych na miarę.

Źródło: Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej

Czytaj także: Granulat z odpadów skalnych i celulozowych pomysłem na ratunek dla gleby