Substituto vegetal para combustíveis fósseis desenvolvido para espumas plásticas

Uma preparação ecologicamente correta de material vegetal de pinho pode servir como um substituto para produtos químicos à base de petróleo em espumas de poliuretano.

Pela Universidade Estadual de Washington com infomrações de Science Daily.

Uma equipe de pesquisa liderada pela Washington State University usou uma preparação ambientalmente amigável de lignina como um substituto para 20% dos produtos químicos baseados em combustíveis fósseis na espuma. A espuma de base biológica era tão forte e flexível quanto a espuma de poliuretano típica.

Os pesquisadores relatam seu trabalho no periódico ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

“É bem novo em termos do material que geramos e do processo que temos”, disse Xiao Zhang, autor correspondente do artigo e professor na Escola de Engenharia Química e Bioengenharia Gene e Linda Voiland. “Nossa lignina extraída oferece uma nova classe de blocos de construção renováveis ​​para o desenvolvimento de produtos de valor agregado de base biológica.”

Materiais plásticos à base de petróleo são um problema crescente de resíduos. Eles levam séculos para se decompor, mas são caros e difíceis de reciclar, geralmente produzindo um produto inferior de segunda geração. Como custa mais reciclar do que gerar novo plástico, a taxa de reciclagem de plásticos tem permanecido consistentemente abaixo de 20%, disse Zhang.

“É basicamente uma situação sem saída se você estiver usando plásticos à base de petróleo”, ele disse. “A solução definitiva é substituí-los por materiais derivados naturalmente.”

A lignina é a segunda fonte de carbono renovável mais abundante, compondo cerca de 30% do carbono não baseado em combustíveis fósseis na Terra. Também é notoriamente difícil de extrair das plantas. O material é geralmente separado durante a fabricação de papel e o biorrefino, mas esses processos frequentemente contaminam e alteram significativamente suas propriedades químicas e físicas , diminuindo seu valor. Portanto, a maior parte da lignina é queimada para produzir combustível e eletricidade ou usada em produtos de baixo valor, como aditivos de cimento ou como aglutinante em ração animal.

Em seu trabalho, os pesquisadores usaram um solvente suave e ecologicamente correto para separar uma lignina de alta qualidade do pinho. Comparada a outras formulações de lignina, sua formulação era homogênea com boa estabilidade térmica — semelhante à lignina nativa. A homogeneidade estrutural é importante para poder produzir produtos de alto valor.

Quando testaram sua formulação, o produto se mostrou estável e teve um desempenho mecânico tão bom quanto as espumas convencionais.

“Este trabalho demonstra que nossa formulação de lignina preparada tem um grande potencial para gerar espumas de poliuretano flexíveis e de base biológica “, disse Zhang.

O interesse em desenvolver trabalho de espuma flexível de poliuretano (PU) à base de lignina também foi validado por parceiros industriais. A equipe de Zhang agora trabalhará com os parceiros industriais para otimizar e aumentar a produção de espuma de PU de lignina .

Mais informações:  Chenxi Wang et al, Deep Eutectic Solvent-Extracted Lignin for Flexible Polyurethane Foam Preparation, ACS Sustainable Chemistry & Engineering (2025). DOI: 10.1021/acssuschemeng.4c08370