تطوير عازل حراري رغوي التركيب من مصادر بيئية وبكفاءة اعلى من الذي يصنع من مركبات نفطية

تم تطوير بديل قائم على النبات لرغوة البوليسترين والذي يتمتع بخواص عزل أفضل من الرغوة القائمة على النفط.

يحتوي رغوة البوليسترين على العديد من التطبيقات الصناعية بسبب خواصه العازلة للحرارة وخفيفة الوزن ، ويستخدم لمجموعة من المنتجات من التعبئة إلى البناء. ومع ذلك ، فهو قائم على النفط ، ويتألف من كتل استيرين سامة ، ولا يتحلل بيولوجيًا ، ولديه مقاومة ضعيفة للحريق.

طور الباحثون في جامعة واشنطن الحكومية بالولايات المتحدة رغوة بوليسترين صديقة للبيئة. أدت المحاولات السابقة لصنع رغاوي نباتية إلى إنتاج رغاوي لم تكن بنفس قوة نظيراتها البترولية ، ولم تكن معزولة جيدًا ، وتدهورت بسهولة بالغة.

طور الفريق عملية صديقة للبيئة تستخدم الماء كمذيب بدلاً من المذيبات الضارة الأخرى. تم إنشاء الرغوة باستخدام السليلوز النانوي (NCC) الذي تم استخراجه من لب الخشب. السليلوز هو البوليمر العضوي الأكثر وفرة في العالم.

الرغوة الجديدة عبارة عن مركب تم إنشاؤه من 75٪ من NCC ، إلى جانب كحول بولي فينيل (PVA) ، وحامض رباعي الكربوكسيل البوتاني 1،2،3،4- (BTCA). PVA هو بوليمر غير سامة ، قابل للذوبان في الماء يستخدم لزيادة المرونة ، وقد استخدم BTCA كعامل ارتباط تشابك لربط NCC و PVA.

تعتبر الرغوة الناتجة عازلًا جيدًا نظرًا لوجود هيكل خلوي موحد وتتجاوز رغوة البوليسترين التي تعتمد على النفط كعامل عازل. إنها خفيفة الوزن ولكن لديها أيضًا قوة ميكانيكية جيدة ، ويمكن للعينة أن تتحمل الحمل 200 مرة من وزنها دون أي تشويه في الشكل. كما أن لديها مقاومة جيدة للحريق.

وقال أمير أميلي ، أستاذ مساعد في كلية الهندسة الميكانيكية وهندسة المواد في واشنطن "لقد استخدمنا طريقة سهلة لصنع رغاوي مركّبة عالية الأداء تعتمد على السليلوز النانوي مع مزيج ممتاز من قدرة العزل الحراري والخواص الميكانيكية". "تُظهر نتائجنا إمكانات المواد المتجددة ، مثل النانو سيلوز ، للمواد العازلة الحرارية عالية الأداء التي يمكن أن تسهم في توفير الطاقة وتقليل استخدام المواد التي تعتمد على النفط وتقليل الآثار البيئية الضارة."

وقال شياو تشانغ ، أستاذ مشارك في كلية جين وليندا فويلاند للهندسة الكيميائية والهندسة الحيوية "هذا دليل أساسي على إمكانات السليلوز النانوي كمواد صناعية مهمة". "هذه المادة الواعدة لها العديد من الخصائص المرغوبة ، وتكون القدرة على نقل هذه الخصائص على نطاق واسع لأول مرة من خلال هذا النهج الهندسي مثيرة للغاية."

سيشمل العمل في المستقبل تطوير مواد أقوى وأكثر متانة ، ودمج المواد الأولية منخفضة التكلفة ، وتوسيع نطاق العملية.

المصدر:

https://www.thechemicalengineer.com/news/environmentally-friendly-alternative-to-polystyrene-foam/?fbclid=IwAR266JaOayJ7WHIQCIZC4UtBtE_nKYfDe9rtnASqSbrwqvUqw-SYZnjnt1k