Há uma demanda crescente por produtos verdes, mas para que sejam genuinamente sustentáveis, os fabricantes também devem usar adesivos e tintas feitos de matérias-primas de base biológica. Os materiais avançados desenvolvidos nos laboratórios da Fraunhofer apontam o caminho a seguir.

A demanda por produtos orgânicos está crescendo. Fazendas industriais e campos encharcados de coquetéis químicos têm pouco apelo para os muitos consumidores que preferem ver animais selvagens em pastagens verdejantes, comer frutas e vegetais não tratados e usar roupas feitas de produtos cultivados organicamente, algodão sem pesticidas. Não é suficiente, Contudo, apenas para substituir o plástico por materiais naturais, como madeira ou cortiça. Para que os produtos sejam genuinamente sustentáveis, os fabricantes também devem usar adesivos e tintas feitos de matérias-primas de base biológica.

A maioria dos adesivos tradicionais é feita de resinas epóxi termofixas à base de petróleo. São resinas sintéticas que mantêm sua forma depois de aquecidas. Os monômeros são os blocos de construção das resinas epóxi. Um agente de cura ou endurecedor faz com que as moléculas individuais se liguem, criando um plástico sólido que não derrete. Os aditivos servem para ajustar as propriedades de acordo com a aplicação dada. Por exemplo, pigmentos podem ser adicionados para colorir a resina, e outros aditivos são usados ​​para proteção contra chamas ou para tornar o plástico mais fácil de processar.

Epóxidos de óleo vegetal com aditivos naturais

No entanto, também é possível produzir resinas epóxi a partir de materiais ecológicos. Uma nova abordagem está se mostrando promissora - epóxidos de óleo vegetal, uma versão orgânica de resinas epóxi convencionais. Eles são provenientes de óleos vegetais contendo uma alta proporção de ácidos graxos insaturados. Esses ácidos graxos são epoxidados; isso é, ligado a um composto trivalente que consiste em dois átomos de carbono e um átomo de oxigênio. A combinação desses epóxidos de óleo vegetal com endurecedores produz plásticos notavelmente resistentes. E com isso, adesivos sustentáveis, revestimentos e até mesmo resinas de espuma parecem ser opções viáveis. Mas a composição química das matérias-primas extraídas das sementes das oleaginosas pode variar muito. E essa variação é um problema para os fabricantes.

Adesivos ecológicos com propriedades ideais

Pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Microestrutura de Materiais e Sistemas IMWS se propuseram a resolver esse problema investigando as propriedades de resinas biogênicas recentemente desenvolvidas. Esta é uma análise penetrante:"Estamos investigando essas resinas do nível micro ao macro, "diz Andreas Krombholz, líder do grupo no IMWS. A primeira etapa é determinar como as variações na composição da matéria-prima afetam os res-ins. Assim que a equipe do IMWS resolver esse quebra-cabeça, eles podem começar a melhorar e adaptar as resinas aos métodos de processamento dados.

Os cientistas da Fraunhofer também estão usando epóxidos de óleo vegetal para desenvolver novos adesivos. Todas as formulações para esses adesivos dos laboratórios Fraunhofer não contêm solventes. Os pesquisadores estão se aprofundando para aprender quais enchimentos e aditivos podem ser usados ​​para fornecer propriedades específicas. Alta condutividade elétrica, por exemplo, vem a calhar. Se uma camada adesiva for condutora, pode ser aquecido de dentro para fora aplicando uma voltagem elétrica, assim, curando-o de forma rápida e seletiva. Ou um aditivo, como óleo de tomilho modificado, pode conferir ao adesivo propriedades antibacterianas.

Conversão de epoxidação para tratamento enzimático

O uso de epóxidos de óleo vegetal aumenta o conteúdo orgânico desses adesivos para 86 por cento, porque os materiais contêm uma alta porcentagem de óleo vegetal e o agente de endurecimento é baseado em substâncias orgânicas ao invés de derivados de petróleo. Em comparação:para se qualificar como um material sustentável, pelo menos 35 por cento de seus ingredientes devem ser provenientes de fontes renováveis. "Juntamente com o Instituto Fraunhofer de Engenharia Interfacial e Biotecnologia IGB, mudamos da epoxidação para um novo processo baseado em enzimas. Isso significa que podemos processar óleos vegetais sem usar produtos petroquímicos. O tratamento com enzimas ocorre a 40 graus Celsius em vez de 100 graus Celsius como no passado, então também estamos conservando energia, "acrescenta Krombholz. Os benefícios não param por aí. Os usuários industriais na Europa adquiriram o óleo de linhaça para epóxidos de óleo vegetal do Canadá, o que não é exatamente ecológico, considerando a distância que tem que percorrer. Os cientistas da Fraunhofer adaptaram o processo para usar um óleo essencial derivado da planta cabeça de dragão da Moldávia, cultivado organicamente na Alemanha, em vez de óleo de linhaça importado. Isso reduz ainda mais a pegada de carbono. Além disso, os pesquisadores encontraram um substituto ambientalmente correto para o endurecedor, que antes era altamente tóxico.