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Jul 21, 2023

より持続可能でリサイクル可能なポリウレタンフォームの開発

2022年11月29日、リエージュ大学 リエージュ大学（ベルギー）の高分子教育研究センター（CERM）の研究者チームは、革新的な

2022年11月29日

リエージュ大学著

リエージュ大学（ベルギー）の高分子教育研究センター（CERM）の研究者チームは、毒性の高いイソシアネートを使用せずにポリウレタン（PU）フォームの製造を再考する革新的なプロセスを開発した。リサイクル可能であること。 この研究は、Angewandte Chemie International Edition 誌に掲載されています。

ポリウレタン（PU）フォームは私たちの日常生活に欠かせない製品であり、硬くて柔軟な素材として利用できます。 数十年にわたり、硬質 PU フォームは、建築分野 (建物の床、壁、屋根の断熱材など) や冷蔵庫などの家庭用品 (壁やドア) で最も効率的な断熱パネルとして使用され、エネルギー節約に大きな役割を果たしてきました。 。 柔軟な PU フォームは、マットレス、ソファ、肘掛け椅子、車のシートなどの快適な素材として使用されますが、遮音や衝撃保護にも使用されます。

これらの材料は安価ですが、有毒な化合物から製造されているため、リサイクルが困難です。 「PU フォームは、反応性が高く有毒な化学物質であるイソシアネートから製造されます」と、リエージュ大学 CESAM 研究ユニット内の高分子教育研究センター (CERM) の FNRS 研究ディレクターである Christophe Detrembleur 氏は説明します。

象徴的な廃棄物（CO2）を原材料として重視しながら、この古い化学をより環境と健康に優しい化学に置き換えることは、より環境に優しくリサイクル可能な細胞材料を生産するための優先事項となっています。

また、イソシアネートの使用を制限する規制の変更に直面しているため、PU フォームの製造も変更する必要があります。 リエージュ大学の研究者らは、水を使用して発泡剤を生成し、イソシアネートフリーでリサイクル可能なポリウレタン (NIPU) フォームを製造するための、既存の工業用発泡インフラストラクチャと互換性のある新しいプロセスを開発しました。

研究室の研究者で論文の筆頭著者であるマキシム・ブルギニョン氏は、「有毒なイソシアネートを容易に入手可能な環状カーボネート化合物に置き換えることで、従来のポリウレタンの発泡技術を模倣することに成功した」と述べている。私たちの技術は水と触媒を使用する。環状カーボネートの一部をガス (CO2) に変換してマトリックスを吹き飛ばし、同時に他の部分をアミンと反応させてフォームを硬化させます。その結果、低密度で規則的な細孔を持つ固体材料が得られます。 CO2の化学変化によって得られ、発泡剤の生成とポリマーマトリックスであるポリウレタンの形成という二重の役割を果たします。」

この技術のシンプルさ、モジュール性、実装の容易さと、低コストで最も広く入手可能な出発製品の使用は、次世代のより持続可能な PU フォームの新たな推進力となります。 生産は、最終的には化学部門に課せられた法改正に対応するだけでなく、多くの部門にとって非常に重要な社会のニーズや持続可能性の要件にも対応することが期待されています。

詳しくは： Maxime Bourguignon et al、Water-Induced Self-Blown Non-Isosianate Polyurethane Foams、Angewandte Chemie International Edition (2022)。 DOI: 10.1002/anie.202213422

雑誌情報:応用化学国際版

リエージュ大学提供