تبدیل فوم های پلی یورتان به رزین های چاپ سه بعدی

تیمی از مهندسان شیمی در دانشگاه ژجیانگ (Zhejiang University) در چین، راهی برای تبدیل فوم های پلی یورتان به رزین های چاپ سه بعدی ابداع کرده اند. این گروه در مقاله خود که در مجله Nature Chemistry منتشر شده است، تکنیک خود و راه های احتمالی استفاده از رزین ها را شرح می دهند.
فوم های پلی یورتان، یعنی آن دسته از محصولاتی که در داخل صندلی ها، کاناپه ها و تشک های خودرو یافت می شوند، برای راحتی بیشتر استفاده می شوند. آنها در واقع نوعی پلاستیک هستند که با اعمال گاز به درون آنها با استفاده از یک عامل دمنده، منبسط می شوند. بازیافت چنین فوم هایی به دلیل فرآیند پختی که برای تولید آنها استفاده می شود بسیار دشوار است.
به گفته محققان، رویکردهای فعلی از نظر اقتصادی جذاب نیستند و همچنین منجر به تولید محصولات جانبی بی کیفیت می شوند. به همین دلیل، اکثر این محصولات در محل دفن زباله جمع می شوند. در تلاشی جدید، تیمی تحقیقاتی در چین رویکرد جدیدی را برای بازیافت چنین موادی ارائه کرده است – رویکردی که به ادعای آنها هم ارزان و هم مقیاس پذیر است. محققان این رویکرد را به عنوان نمونه‌ای از بازیافت شیمیایی با ارزش (بهیافت)^۱ توصیف می‌کنند، یعنی جاییکه معمولاً مواد دور ریختنی به محصولات با ارزش بالا تبدیل می‌شوند.
محققان این رویکرد را به عنوان رویکرد تکه تکه کردن و بازسازی مجدد توصیف می کنند که ابتدا شامل آسیاب کردن فوم به قطعات کوچک و سپس خیساندن آنها در دی متیل فرمامید و یک کاتالیزور مناسب بسته به نوع فوم مورد نظر است. مدت زمان این فرآیند نیز به نوع ماده بازیافت شونده بستگی دارد. ماده حاصل به‌عنوان ماده اولیه برای تولید یک شبکه پلیمری جدید استفاده می‌شود که با فرآیندهای پیش عمل آوری^۲ و سپس پس پخت^۳ تکمیل می‌شود. این روش، ماده را به یک پلیمر با شبکه دوتایی^۴ تبدیل می کند که می تواند به عنوان رزین چاپ سه بعدی استفاده شود. همچنین می توان آن را بصورت شیمیایی همانند فوم اولیه بازیافت کرد.
این تیم تحقیقاتی ادعا می‌کند که این فرآیند می‌تواند جهت کاهش اثرات زیست‌محیطی فوم‌های پلی یورتان و همچنین کاهش هزینه‌های مواد اولیه مورد استفاده واقع شود. همچنین محصول بدست آمده از آن، به عنوان ماده پایه برای چاپ محصولات سه بعدی عمل می‌کند. آنها همچنین پیشنهاد می کنند که روش مذکور می تواند برای مواد دیگر مانند پلی استرها و اپوکسی ها نیز بکار رود.
برای اطلاعات بیشتر به مقاله زیر رجوع شود:
Zenghe Liu et al, Chemical upcycling of commodity thermoset polyurethane foams towards high-performance 3D photo-printing resins, Nature Chemistry (2023). DOI: 10.1038/s41557-023-01308-9