یک جایگزین پایدار برای نفت خام

نویسنده : تیم محتوای استورمگ
تاریخ : 20 آبان 1401

سنتز پلی آمید با عملکرد بالا مبتنی بر زیست باقیمانده از بیوژنیک

یک تیم تحقیقاتی یک خانواده جدید پلی آمید ایجاد کرده است که می تواند از سلولز محصول جانبی را تولید نماید. نمونه ای موفق برای اقتصاد پایدارتر با مواد زیست پایه نیز می باشد. یک تیم تحقیقاتی از انجمن Fraunhofer و دانشگاه فنی مونیخ (TUM) به سرپرستی شیمی دان Volker Sieber یک خانواده پلی آمید جدید ایجاد کرده است که می تواند باعث ایجاد تحول جدید در عرصه صنعت و کاربرد سلولز برای تولید محصولات جانبی گردد. این نمونه را می توان در بندهای اسکی و اتومبیل ها یا لباس ها یافت. از نظر تجاری ، تاکنون بیشتر از روغن خام ساخته شده اند. فقط چند گزینه "سبز" وجود دارد ، مانند پلی آمیدها که بر اساس روغن کرچک ساخته می شوند .تولید ترکیبات بیو اغلب به طور قابل توجهی گران تر است و بنابراین تنها در صورت داشتن خواص خاص می توانند به بازار وارد شوند.تیمی به سرپرستی Volker Sieber ، استاد شیمی مواد اولیه بیوژنیک در TU مونیخ ، اکنون یک خانواده پلی آمید کاملاً جدید ایجاد کرده است که می توان از آن محصول جانبی تولیدکرد.

خانواده جدید پلی آمید

ماده اولیه بیوژتیک ، (+)-3-carene، از دو حلقه تشکیل شده است که با یکدیگر ذوب می شوند. شیمی دانان در TUM و موسسه Fraunhofer برای مهندسی سطحی و بیوتکنولوژی (IGB) در Straubing اکنون یکی از حلقه ها را به گونه ای اصلاح کرده اند که بتوان آن را باز کرد و یک مولکول زنجیره بلند ، یک پلیمر تولید می کند.حلقه دوم در اینجا دست نخورده باقی مانده است. به این ترتیب ، به جای یک زنجیره پلیمری خطی مانند پلی آمیدهای سنتی ، زنجیری که حلقه های کوچک و سایر گروه های جانبی را تحمل می کند ، ظاهر می شود. این عملکردهای کاملاً جدیدی به پلیمر می دهد.

خواص ویژه : پلی آمیدهای جدید به لطف خواص ویژه ای که باعث جذابیت آنها برای بسیاری از کاربردها می شود ، تحت تأثیر قرار می گیرند. به عنوان مثال ، آنها در دمای بالاتر از محصولات مشتق شده از نفت خام رقابت می کنند. علاوه بر این ، ترکیبات جدید می توانند به صورت شفاف و همچنین به صورت نیمه بلوری تولید شوند ، که با استفاده از همان ماده اولیه ، امکانات بعدی کاربرد آن را افزایش می دهد.سیبر توضیح می دهد: "از طریق شرایط واکنش و کاتالیزورها در طول سنتز ، ما به راحتی می توانیم کنترل کنیم که آیا در پایان یک پلی آمید شفاف یا نیمه کریستالی به دست خواهیم آورد. "با این حال ، اساس این مسئله مهم بیش از هر چیز توسط ساختار خاص مواد اولیه زیست پایه ارائه می شود که تهیه آن از مواد اولیه فسیلی بسیار گران تر است."

افزایش پایداری : از نظر صنعتی ، مهم است که سنتز اساساً در یک ظرف واکنش انجام شود. به گفته سیبر ، این فرایند "یک گلدان" فقط به کاهش قابل توجه هزینه ها امکان پذیر نیست ، بلکه به معنای افزایش آشکار پایداری نیز خواهد بود.ماده اولیه بیوژنیک (+)-3-carene در واقع می تواند با خلوص بالا و نسبتاً کم هزینه از روغن سقز تولید شده به عنوان محصول ثانویه در صنعت سلولز تقطیر شود.تاکنون روغن سقز فقط در کارخانه های سلولز گرم می شد. سیبر می گوید: "ما از آن به عنوان ماده اولیه حیاتی پلاستیک استفاده می کنیم. "این یک افزایش چشمگیر ارزشمند است." وی خاطرنشان می کند که با داشتن روغن سقز به عنوان یک محصول جانبی در صنعت جنگل ، بر خلاف استفاده از روغن کرچک ، ما در برابر تولید مواد غذایی رقابت نمی کنیمو صرفا از آن در جهت مصارف صنعتی بکار می بریم .محققان هنوز ازعملکرد کلی به دست آمده فرآیند کاملاً راضی نیستند ، این میزان جرم 25 درصد است.پل استوكمن كه دكتري وي در دانشگاه TUMبر اساس يافته ها است ، مي گويد: "به دليل مقياس پذيري ساده ، پتانسيل يك فرآيند كارآمد بسيار زياد است." در Fraunhofer IGB ، شیمیدان اکنون در حال کار بر روی ایجاد پلی آمیدهای (+)-3-carene- در بازار به عنوان گزینه هایی برای پلی آمیدهای با عملکرد بالا با پایه روغن خام است.