在《华尔街日报》一篇新论文聚合物,由人员来自巴西,探讨了使用两个农业与食品废物没有得到充分利用,香蕉和佛手柑皮,生产硬质聚氨酯biofoams用作生物材料。亚博网站下载
研究:硬质聚氨酯Biofoams充满化学兼容的水果皮。图片来源:G.Tbov / Shutterstock.com
利用食品和农业废弃物生产增值产品
循环经济的目标是利用废水生产附加值产品可以用在多个工业领域。这个的好处是减少碳排放,节约原始资源,并提供路线向增加了人类社会的可持续发展。
农业与食品废物流已经探索了多个应用程序,生产可持续发展和绿色产品有大大减少碳足迹。农业与食品工业的大小,提供全球人口增长,确保了重要资源丰富。
RPUF的示意图表示制造业。图片来源:Acosta,。P et al .,聚合物
提高聚氨酯生产的可持续性
聚氨酯是一种广泛使用的材料在商业应用,如绝缘、粘合剂、密封剂、中密度纤维板、保税地毯垫。这个关键工业聚合物制成的传统石化工业的副产品,而这正变得越来越不可持续的生产路线。
在世界范围内,价值超过600亿美元的聚氨酯部分消费,这个数字预测将会超过800亿美元在不久的将来,随着需求的增加。聚氨酯泡沫是一种流行的热固性塑料,分为三类:刚性、半刚性和柔性泡沫。这种分类取决于材料的交联密度和学位。
硬质聚氨酯泡沫的巨大需求由于其导热系数低、闭孔结构,低吸水率的行为,增强了抗压强度。用于绝缘、汽车配件、包装、和制冷组件,它们的属性与其他多孔混凝土等绝缘材料,发泡聚苯乙烯、矿棉。亚博网站下载
然而,尽管其优越的保温性能,这种材料的高成本阻碍了它的广泛应用为绝缘材料,用更便宜的替代品商用。此外,利用石化生产聚氨酯泡沫是有问题的,随着石油行业一直与气候变化有关,和全球储备预计在未来几十年成为严重枯竭。
因此,目前迫切需要提高聚氨酯行业的可持续性和远离传统的石化生产路线。近几十年来,使用成本和丰富的生物材料,如填料已成为越来越有吸引力。亚博网站下载
丢弃的水果和蔬菜的生物量,否则去垃圾填埋场,因此从生产中移除链,目前有一个巨大的环境的吸引力。这一趋势反映在农业与食品废物的使用在其他高分子材料的生产,如聚氯乙烯、聚丙烯和聚乳酸。亚博网站下载
SEM研究了RPUF的图像。地点:RPUF是整洁的硬质聚氨酯泡沫。图片来源:Acosta,。P et al .,聚合物
这项研究
作者主要集中在使用两种常见但从石油和juice-pressing行业充分利用废物,香蕉皮和佛手柑皮。已经指出,可持续的硬质聚氨酯泡沫的研究已经研究了纤维素基纤维的使用,木质素颗粒,纸粉残留,工业和国内残留填充物。yabo214
使用蔬菜和水果浪费副产品有潜力显著减少硬质聚氨酯泡沫生产的成本,具有显著的成本优势在合成填料。香蕉是世界上第二大消费的粮食作物,每年消耗超过一亿吨。除了直接消费,香蕉是用于果酱,酒精,和其他食物和饮料产品。
佛手柑汁和石油生产中使用,他们的一个主要的商业使用精油。此外,佛手柑皮用于动物饲料,皮占约50 - 60%的水果的总重量。大量的皮香蕉和佛手柑处理每年每年浪费。
水果都是来自一家超市在巴西和准备使用烘干过程。湿法分析和灰干皮进行内容分析。作者调查了公司的皮水果硬质聚氨酯泡沫在三个不同的比例,是五个,十个,百分之十五。
一旦纳入准备聚氨酯biofoam、ir、形态测试,热稳定性分析,水吸收分析和抗压强度进行了测试样品的材料。此外,统计分析实现。
比色属性(一个)和照片(B)研究了RPUF的香蕉皮(一个)和佛手柑皮(B)。RPUF整洁的硬质聚氨酯泡沫和填料类型、和填充内容后的数字之间的酒吧和括号,分别。地点:L *亮度;*是绿红协调;b *是自民党坐标;C浓度;h°是色相角。图片来源:Acosta,。P et al .,聚合物
研究结果
红外光谱和湿化学分析证实了填料的高与聚氨酯化学兼容性,用扫描电镜分析证明足够的填料分布。佛手柑皮比香蕉皮的聚氨酯主机兼容。填料类型和内容稍微影响了颜色、表观密度、吸湿性和抗压强度属性的准备样品。
而整洁的硬质聚氨酯泡沫,biofiller-incorporated样本显示的热稳定性增加114%和80%的增加细胞的大小。15%的佛手柑皮作为填料突出显示结果,ellipse-like细胞泡沫由成核机制。然而,低填料/硬质聚氨酯泡沫界面强度和细胞边缘中断被观察到。
最后,作者指出,未来的研究将需要提供更深入的知识的影响这些biofillers聚氨酯泡沫的尺寸稳定性和导热系数。
进一步的阅读
Acosta,。P et al。(2022)硬质聚氨酯Biofoams充满化学兼容的水果皮聚合物14(21)4526[网络]mdpi.com。可以在:https://www.mdpi.com/2073-4360/14/21/4526
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