車のシートやマットレスに使用されるフォームはリサイクルが難しい

クレムソン大学工学部教授

クレムソン大学自動車工学助教

Srikanth Pilla は、この研究を支援するために、国立科学財団 (賞 # 2122822) およびエネルギー省 (賞 # DE-SC0021367) から資金提供を受けています。

James Sternberg は、この研究を支援するために、国立科学財団 (賞 # 2122822) およびエネルギー省 (賞 # DE-SC0021367) から資金提供を受けています。

クレムソン大学は、The Conversation US のメンバーとして資金を提供しています。

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Research Brief は、興味深い学術研究についての短い抜粋です。

ポリウレタンフォームに代わる新しい植物由来の代替品は、断熱材、車のシート、その他の種類のクッションに一般的に見られる材料の健康リスクを排除し、より環境的に持続可能なものであることが、私たちの新しい研究で示されました。

ポリウレタンフォームは、クッション性や構造サポートに軽量素材が必要な場所であればどこにでも、身の回りにあります。 しかし、それらは通常、発がん性物質の疑いのある化学物質を使用して作られています。

ポリウレタンは通常、石油化学産業で製造される 2 つの化学物質 (ポリオールとイソシアネート) 間の非常に速い反応で生成されます。 ポリウレタンフォームのポリオール成分の代替品を見つけるために多くの研究が費やされてきましたが、イソシアネート成分は、人間の健康への影響にもかかわらず、ほとんど残っています。 バイオベースのフォームはその成分を回避できます。

私たちは、製紙パルプ産業の副産物であるリグニンと、最終材料に柔軟性と靭性をもたらす植物油ベースの硬化剤を使用して、耐久性のあるバイオベースのフォームを作成しました。

イノベーションの核心は、材料が互いに適合するという意味と、物理的に素早くゲルを生成するという意味で、発泡剤の添加により軽量化を実現できるという意味で、「ゲル化」するシステムを作成する能力です。ポリウレタンフォームに関連した構造。

リグニンは、その複雑で不均一な構造を考えると、使用可能な化学物質に変換するのが難しい物質です。 私たちはこの構造を利用して結合ネットワークを作成し、これにより世界初のリグニンベースの非イソシアネートフォームが可能になったと考えています。

発泡体には、形成後に化学ネットワークを解くことができる結合があるため、リサイクルすることもできます。 フォームの生成に使用された主成分は抽出して再利用できます。

ポリウレタンフォームは世界で 6 番目に多く生産されているプラ​​スチックですが、リサイクルが最も少ない材料の 1 つです。 また、耐久性を考慮して設計されているため、数世代にわたって環境に残り続けることができます。

それらは、世界の海、陸、空のプラスチック廃棄物問題、そして人間の健康問題の一因となっています。 現在、プラスチックは陸上生態系のほぼすべての生物の中に存在しています。 また、ほとんどのプラスチックは石油製品から作られているため、化石燃料の採掘につながり、気候変動の一因となります。

当社のフォームは完全にバイオベースで製造されているため、カーボンニュートラルの問題に対応しており、ケミカルリサイクル機能により廃プラスチックに価値が付加され、廃棄される可能性が低くなります。 廃棄物に価値を持たせることは、製造業への循環型アプローチの特徴です。物に金銭的価値を付けると、廃棄される量が減る傾向があります。

私たちは、これらのフォームの性質が他の人に、ライフサイクル全体を念頭に置いてプラスチックを設計するよう促すことを願っています。 プラスチックは、最初の用途の特性に従って設計する必要があるのと同様に、プラスチック廃棄物の 90% が最終目的地である埋め立て地や環境を避けるように設計する必要もあります。

当社の初期バージョンのバイオベースフォームは、建築や冷蔵庫の断熱材に使用されるフォームコアボードでの使用に適した硬質材料を生成します。 緩衝材や包装用途に使用できる、軽量で柔軟なバージョンも作成しました。 これらの材料の初​​期テストでは、湿った状態でも優れた耐久性があることが示され、商業的に採用される可能性が高まりました。

ポリウレタンフォームはその多用途性により広く使用されています。 私たちが最初に発見した配合は、各用途で強度や洗浄性などの望ましい特性を生み出すために混合できる前駆体のライブラリーを作成するために変換されています。