Uma equipe de pesquisa da Sociedade Fraunhofer e da Universidade Técnica de Munique (TUM) liderada pelo químico Volker Sieber desenvolveu uma nova família de poliamida que pode ser produzida a partir de um subproduto da produção de celulose - um exemplo de sucesso para uma economia mais sustentável com base biológica materiais.

As poliamidas são plásticos importantes. Eles podem ser encontrados em fixações de esqui e em carros ou peças de roupa. Comercialmente, eles foram feitos predominantemente de petróleo bruto até agora; existem apenas algumas alternativas "verdes", como as poliamidas à base de óleo de rícino.

Os compostos de base biológica costumam ser significativamente mais caros de produzir e, portanto, só conseguiram entrar no mercado antes se tivessem propriedades específicas.

Uma equipe liderada por Volker Sieber, Professor de Química de Matérias-Primas Biogênicas na TU Munique, agora desenvolveu uma família de poliamida completamente nova que pode ser produzida a partir de um subproduto da produção de celulose.

Nova família de poliamida

O material de partida biogênico, (+) - 3-careno, é composto por dois anéis que são fundidos um ao outro. Os químicos do TUM e do Instituto Fraunhofer de Engenharia Interfacial e Biotecnologia (IGB) em Straubing agora modificaram um dos anéis de forma que ele possa ser aberto, produzindo uma longa cadeia de moléculas, um polímero.

O segundo anel permanece intacto aqui. Desta maneira, em vez de uma cadeia de polímero linear como nas poliamidas tradicionais, uma corrente que carrega muitos pequenos anéis e outros grupos laterais emerge. Isso dá ao polímero funções completamente novas.

Propriedades especiais

As novas poliamidas impressionam por suas propriedades especiais que as tornam atraentes para muitas aplicações. Por exemplo, eles derretem em temperaturas mais altas do que os produtos derivados de petróleo bruto concorrentes. Além disso, os novos compostos podem ser produzidos de forma transparente, bem como de uma maneira parcialmente cristalina, o que aumenta suas possibilidades de aplicação posterior usando a mesma substância inicial.

"Por meio de condições de reação e catalisadores durante a síntese, podemos controlar facilmente se obteremos uma poliamida transparente ou parcialmente cristalina no final, "explica Sieber." No entanto, a base para isso é oferecida, acima de tudo, pela estrutura específica do material de partida de base biológica, que seria muito caro obter de matérias-primas fósseis. "

Aumentando a sustentabilidade

Do ponto de vista industrial, é importante que a síntese ocorra basicamente em um recipiente de reação. Este processo "one-pot" não permitiria apenas uma redução significativa nos custos, mas também significaria um claro aumento na sustentabilidade, de acordo com Sieber.

O material de partida biogênico (+) - 3-careno pode realmente ser destilado com alta pureza e custo comparativamente baixo do óleo de terebintina produzido como um produto secundário na indústria de celulose.

Até agora, o óleo de terebintina só era aquecido nas fábricas de celulose. "Nós o usamos como um material inicial vital para plásticos, "diz Sieber." Este é um aumento enorme de valor. "

Sem competição com a produção de alimentos

Sieber destaca que, como o óleo de terebintina é um subproduto da indústria florestal, em contraste com o uso de óleo de rícino, não estamos competindo contra a produção de alimentos. Os pesquisadores ainda não estão completamente satisfeitos com o rendimento geral alcançado do processo, a 25 por cento em massa.

"Graças à escalabilidade simples, o potencial para um processo eficiente é muito alto, "diz Paul Stockmann, cuja tese de doutorado no TUM é baseada nas conclusões. No Fraunhofer IGB, o químico está trabalhando agora para estabelecer poliamidas à base de (+) - 3-careno no mercado como alternativas às poliamidas de alto desempenho à base de petróleo bruto.