카시트나 매트리스에 사용되는 폼은 재활용이 어렵습니다.

클렘슨 대학교 공학부 교수

Clemson University 자동차 공학 연구 조교수

Srikanth Pilla는 이 작업을 지원하기 위해 국립과학재단(수상 # 2122822)과 에너지부(수상 # DE-SC0021367)로부터 자금을 지원받습니다.

James Sternberg는 이 작업을 지원하기 위해 국립과학재단(수상 # 2122822) 및 에너지부(수상 # DE-SC0021367)로부터 자금을 지원받습니다.

Clemson University는 The Conversation US의 회원으로서 자금을 제공합니다.

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연구 개요(Research Brief)는 흥미로운 학술 연구에 대한 간략한 설명입니다.

새로운 식물 기반 폴리우레탄 폼 대체품은 단열재, 자동차 시트 및 기타 유형의 쿠션에서 흔히 발견되는 소재의 건강 위험을 제거하며 환경적으로 더 지속 가능하다고 새로운 연구에서 밝혀졌습니다.

폴리우레탄 폼은 쿠셔닝이나 구조적 지지를 위해 경량 소재가 필요한 곳이면 어디든 주변에 있습니다. 그러나 일반적으로 발암 물질로 의심되는 화학 물질을 사용하여 만들어집니다.

폴리우레탄은 일반적으로 석유화학 산업에서 생산되는 두 가지 화학물질인 폴리올과 이소시아네이트 사이의 매우 빠른 반응을 통해 생산됩니다. 폴리우레탄 폼의 폴리올 성분을 대체할 물질을 찾기 위해 많은 연구가 진행되었지만, 이소시아네이트 성분은 인체 건강에 미치는 영향에도 불구하고 대부분 그대로 남아 있습니다. 바이오 기반 폼은 이러한 구성 요소를 피할 수 있습니다.

우리는 제지 펄프 산업의 부산물인 리그닌과 최종 소재에 유연성과 인성을 부여하는 식물성 오일 기반 경화제를 사용하여 내구성이 뛰어난 바이오 기반 폼을 만들었습니다.

혁신의 핵심은 재료가 서로 호환되고 물리적으로 젤을 빠르게 생성하여 발포제를 추가하면 경량화를 만들 수 있다는 의미에서 "젤화"되는 시스템을 만드는 능력입니다. 폴리우레탄 폼과 관련된 구조.

리그닌은 복잡하고 이질적인 구조로 인해 사용 가능한 화학 물질로 변환하기 어려운 물질입니다. 우리는 이 구조를 사용하여 세계 최초의 리그닌 기반 비이소시아네이트 폼을 가능하게 하는 결합 네트워크를 만들었습니다.

폼은 형성된 후 화학적 네트워크를 풀 수 있는 결합을 갖고 있기 때문에 재활용될 수도 있습니다. 그런 다음 폼을 생산하는 데 사용되는 주요 구성 요소를 추출하여 다시 사용할 수 있습니다.

폴리우레탄 폼은 세계에서 6번째로 많이 생산되는 플라스틱이지만 재활용률이 가장 낮은 소재 중 하나입니다. 또한 내구성이 뛰어나도록 설계되어 여러 세대 동안 환경에 남아 있을 수 있습니다.

그들은 세계 해양, 육지, 대기의 플라스틱 폐기물 문제와 인간 건강 문제에 기여합니다. 오늘날 플라스틱은 육상 생태계의 거의 모든 생물체에서 발견될 수 있습니다. 그리고 대부분의 플라스틱은 석유 제품으로 만들어지기 때문에 기후 변화에 기여하는 화석 연료 추출과 관련이 있습니다.

우리 폼의 완전한 바이오 기반 원산지는 탄소 중립 문제를 해결하고, 화학적 재활용 기능은 폐플라스틱에 가치가 부여되어 버려질 가능성을 줄여줍니다. 폐기물에 가치를 부여하는 것은 제조에 대한 순환적 접근 방식의 특징입니다. 물건에 금전적 가치를 부여하면 폐기되는 양이 줄어드는 경향이 있습니다.

우리는 이러한 폼의 특성이 다른 사람들이 전체 수명주기를 염두에 두고 플라스틱을 설계하도록 영감을 주기를 바랍니다. 플라스틱이 초기 적용 특성에 따라 설계되어야 하는 것처럼 플라스틱 폐기물의 90%가 최종 목적지인 매립지와 환경을 피하도록 설계되어야 합니다.

당사의 초기 버전의 바이오 기반 폼은 건축에 사용되는 폼 코어 보드 또는 냉장고 단열재에 사용하기에 적합한 견고한 재료를 생산합니다. 우리는 또한 쿠션 및 포장 용도에 사용할 수 있는 가볍고 유연한 버전을 만들었습니다. 이들 재료의 초기 테스트에서는 습한 환경에서 우수한 내구성을 보여 상업적 채택 가능성이 높아졌습니다.