بیوفوم‌ های پلی‌ یورتان بر پایه روغن دانه گیلاس

در آزمایش‌های انجام شده، از میوه‌ گیلاس به عنوان یک ماده اولیه تجدیدپذیر به منظور تهیه ترکیبات دارای گروه های هیدروکسیل­ برای تولید فوم‌های پلی‌یورتان استفاده شد. در این پژوهش، از پلی‌فنول‌های میوه گیلاس برای به دست آوردن سوسپانسیون پایداری از ذرات نانونقره پراکنده شده در دی‌اتیلن گلیکول استفاده شد، در حالی که دانه‌های گیلاس به عنوان منبع تجدیدپذیر روغن، توسط واکنش ترانس‌استریفیکاسیون به بیوپلی‌ال (پلی­ال زیستی) تبدیل شدند. به منظور انتخاب بهترین شرایط، واکنش ترانس‌استریفیکاسیون با استفاده از مقادیر مختلف کاتالیزور، در دماهای مختلف و با مقادیر مختلفی از نانو نقره انجام شد. طی این شرایط، ۹ بیوپلی­ا‌ل مختلف به دست آمد. ویسکوزیته‌ بیوپلی­ال‌ها از ۵۰ تا ۸۰ mPa.s و عدد هیدروکسیل از ۲۶۰ تا ۲۸۰ mgKOH/g بدست آمد. آنها مخلوطی از چند ماده با مقدار متفاوت بودند. بیوپلی­ال‌های به‌دست‌آمده در دماهای بالاتر از ۱۷۵ درجه سانتیگراد و با میزان کاتالیزور بیش از ۰.۳%، با بالاترین محتوای مونوگلیسیرید/مونواستر (بیش از ۵۰%)، بررسی شدند. افزودن نانونقره تأثیری بر فرآیند ترانس‌استریفیکاسیون نداشت. چنین اجزای زیستی حاوی ذرات نانونقره برای به دست آوردن فوم‌های پلی‌یورتان عایق حرارتی تهیه شدند. فوم‌های حاصل دارای چگالی ظاهری ۱۶ تا ۱۸ kg/m^۳، ضرایب هدایت حرارتی بین ۳۵ تا ۳۷ mW/mK و مقاومت فشاری ۲۰ تا ۶۵ kPa بودند. تجزیه و تحلیل آماری به منظور بررسی تأثیر غلظت نانونقره در دی‌اتیلن گلیکول، دمای واکنش و غلظت کاتالیزور بر خواص بیوپلی­ال‌ها و فوم‌های نهایی انجام شد. طی این بررسی مشخص شد پارامترهایی که برای به دست آوردن بهترین فوم‌ها (از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی آنها) بسیار مهم هستند عبارتند از:

• محتوای کاتالیزور: ۰.۲۲۵%
• غلظت DEG با نانو نقره: ۲۵%
• دما: ۱۸۸ درجه سانتیگراد.

فرآیند تولید فوم‌های پلی یورتان کاملاً با اصول شیمی سبز^۱ سازگار بود. درواقع، استفاده از مواد اولیه از منابع تجدیدپذیر با اصول شیمی سبز مطابقت دارد. بیوفوم‌های جدید پلی یورتانی با خصوصیت عایق حرارتی که با روغن دانه گیلاس تهیه شدند، بدون ضایعات هستند. در طول سنتز از هیچ ماده‌ای که برای محیط زیست یا موجودات زنده خطرناک باشد، استفاده نشد. جهت‌گیری تحقیقات به سمت استفاده از واکنش‌دهنده‌های مشتق‌شده از گیاهان، سهم قابل توجهی در این امر داشت. علاوه بر این، مواد جدید به‌دست‌آمده، عملکرد خود را کاملاً حفظ کرده و در مقایسه با پلی‌یورتان‌های تهیه  شده برپایه پلی‌ال‌های معمولی، مضرات کمتری نشان می‌دهند. علاوه بر این، به دلیل وجود نانوذرات نقره، عملکرد آنها حتی افزایش یافته است، زیرا خواص ضدمیکروبی به آنها اضافه شده است. روش پیشنهادی برای وارد کردن نانوذرات نقره به ساختار فوم‌های پلی‌یورتان، بر استفاده کارآمد از انرژی متکی بود. فرآیند تشکیل نانوذرات در دمای اتاق با استفاده از یک منبع واحد از مواد کاهنده و پایدارکننده انجام شد و در فرآیندهای تشکیل فوم‌های پلی‌یورتان، از سیستم‌های کاتالیزوری برای امکان تشکیل کارآمد محصولات مورد نظر استفاده شد. برای اطلاعات بیشتر به مقاله زیر رجوع شود:

Malewska, Elżbieta & Pulit-Prociak, Jolanta & Zielina, Michał & Matyjasik, Wiktoria & Hodacka, Gabriela & Prociak, Tomasz & Banach, Marcin & Kurańska, Maria & Prociak, Aleksander. (2024). New thermal insulating polyurethane biofoams based on cherry seed oil. Clean Technologies and Environmental Policy. 1-19. 10.1007/s10098-024-02956-2.