به گفته محققان دانشگاه فناوری پوزنان (Poznan University of Technology) در پژوهشی به رهبری پرژمیسواف بارتچاک (Przemysław Bartczak) و همکارانش، افزودن تفاله های ذرت حاصل از تولید اتانول به فوم های پلییورتان (PU)، می تواند دوام مکانیکی و پایداری حرارتی آنها را بهبود بخشد و در عین حال گامی در جهت پایداری محیط زیست باشد.
پژوهشگران با توجه به فشار فزاینده برای کاهش وابستگی به مواد اولیه مشتق شده از نفت و کاهش ضایعات، پیشنهاد میکنند که استفاده مجدد از پسماندهای کشاورزی مانند تفاله های ذرت می تواند راهی مؤثر برای تولید مواد با اثرات زیست محیطی کمتر و چرخه پذیرتر باشد. این تفاله ها که عمدتاً از پروتئین، فیبر و کربوهیدرات تشکیل شده اند، اغلب در فرآیند تولید اتانول به درستی مورد استفاده قرار نمی گیرند.
این تیم تحقیقاتی در آزمایشهای خود پارامترهای فرآیند از جمله توزیع اندازه ذرات، میزان رطوبت و دمای اختلاط را تغییر داد تا فرمولاسیون های بهینه را شناسایی کند. آن ها دریافتند که تحت شرایط مناسب، افزودن مقدار کنترل شده ای از تفاله های ذرت باعث افزایش مقاومت فشاری فوم می شود که معیاری مهم برای کاربردهای سازهای یا تحمل بار است. همچنین، فومهای اصلاح شده پایداری حرارتی بیشتری نسبت به فومهای PU معمولی نشان دادند.
این مزایای دوگانه -تقویت مکانیکی و عملکرد حرارتی- این روش را برای حوزههایی مانند عایق کاری ساختمانی، قطعات خودرو و مبلمان که فوم های PU باید در برابر فشار و تغییرات دمایی مقاومت کنند، امیدوارکننده میسازد.
مزیت دیگر این روش، هزینه پایین آن است: تفالههای ذرت یک محصول جانبی کشاورزی نسبتاً ارزان هستند، بنابراین استفاده از آنها میتواند هزینه مواد اولیه را برای تولیدکنندگان کاهش دهد، بهویژه زمانی که افت عملکرد ناچیز باشد. همچنین، استفاده از اینگونه محصولات جانبی از اقتصاد چرخهای حمایت میکند و باعث کاهش جریان ضایعات و وابستگی به منابع اولیه میشود.
با این حال، نویسندگان هشدار میدهند که چالشهایی همچنان باقی است. سازگاری بین پرکنندههای زیستی و ماتریس PU باید بهدقت مدیریت شود تا از اثرات منفی مانند پراکندگی ضعیف یا جدایش فازی جلوگیری شود. میزان رطوبت و شرایط فرآیند نیز باید بهدقت کنترل شوند، در غیر این صورت ممکن است مزایا به خطر بیفتد. همچنین، گسترش این روش در مقیاس صنعتی به عوامل لجستیکی، پذیرش مقررات و اثبات دوام بلندمدت بستگی دارد.
بارتچاک و تیمش با نشان دادن اینکه میتوان از یک محصول جانبی نسبتاً ارزان برای بهبود، به جای تخریب، عملکرد فوم PU استفاده کرد، یک مدل عملی برای چگونگی همسو شدن اهداف پایداری و عملکرد در توسعه مواد آینده ارائه میدهند.
این پژوهش در مجله (Waste and Biomass Valorization 2025) با عنوان «ارزش گذاری محصولات جانبی کشاورزی در فوم های پلی یورتان: نقش تفاه های ذرت در بهبود خواص مواد» منتشر شده است.
بدون دیدگاه