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阿克苏诺贝尔与高校合作从可再生资源木质纤维素中制成涂料

2022年04月28日 广州机械设备网

阿克苏诺贝尔与高校合作,从可再生资源木质纤维素中制成涂料

导语

格罗宁根大学和荷兰跨国公司AkzoNobel(阿克苏诺贝尔)的有机化学家开发了一种工艺,他们利用光、氧气和紫外线将生物质转化为高质量的涂料。该工艺将可再生资源与绿色化学相结合,并可以替代石油化学基单体(如丙烯酸酯),目前它们被用作涂料,树脂和油漆的基础材料。

01、涂层无处不在

涂层无处不在,从房屋上的油漆到智能手机屏幕上的保护层中国机械网okmao.com。它们可保护表面免受刮擦、天气变化或日常磨损的影响。大多数涂料是由丙烯酸酯单体制成的聚合物组成,全球丙烯酸盐的年产量超过350万吨,全部来自化石油。

02、生物质

为了使这些涂料更具可持续性,在有机化学教授Ben Feringa的带领下,格罗宁根大学的科学家与涂料生产商AkzoNobel的科学家合作。Feringa研究小组的博士生George Hermens说:“我们希望使用木质纤维素作为起始材料。” 木质纤维素占植物木质部分的20%至30%,是地球上最丰富的原始生物质原料。目前,它主要用作固体燃料或用于生产生物燃料。

Hermens解释说:“木质纤维素可以用酸裂化以生产糠醛的化学结构单元,但是需要对其进行改性以使其适合于涂料的生产。” 他使用了他们小组中开发的一种方法,将糠醛转化为类似于丙烯酸的羟基丁烯化物。化学转化仅使用光,氧气和简单的催化剂,不会产生废物。唯一的副产物是甲酸甲酯,它可在其他过程中替代氯氟烃。

03、物产

羟基丁烯内酯的结构的一部分类似于丙烯酸酯,但是分子的反应性部分是环结构。“这意味着它的反应性不如丙烯酸酯,而我们面临的挑战是进一步修饰分子,使其产生有用的聚合物。” 这是通过将不同的绿色或生物基醇添加到羟基丁烯醇内酯中,生成四种不同的烷氧基丁烯醇内酯单体来实现的。

这些单体可以在引发剂和紫外线的作用下转变成聚合物和涂料。涂层由交联的聚合物链组成。通过结合不同的单体,我们可以获得具有不同性能的交联聚合物。” 例如,尽管所有聚合物都可以涂覆玻璃,但是一种组合也可以在塑料上形成涂层。通过添加更多的刚性单体,可以形成更坚硬的涂层,其性能与汽车上的涂层相当。这样,这些涂层适用于不同的目的。图片

04、产品开发

Hermens总结说:“我们设法使用绿色化学方法从可再生资源木质纤维素中制成涂料。” “而且我们的涂料质量与目前的丙烯酸酯基涂料相似。” 在该过程的两个步骤中,已向该项目的工业合作伙伴AkzoNobel提交了专利申请。Hermens现在正在研究另一种由糠醛衍生的建筑材料,以生产其他类型的聚合物涂料。

该项目是由荷兰国家公私研究中心高级研究中心化学建筑材料联盟(ARC CBBC)发起的,该中心开发用于新型化学载体和材料的新型化学工艺和化学建筑材料,以实现可持续化学。Hermens的主管Ben Feringa是该中心的创始人之一。ARC牛熊证是一项来自行业,学术界和政府的合作伙伴的国家计划。涉及三所大学(乌得勒支大学,格罗宁根大学和艾恩德霍芬科技大学)和主要的工业合作伙伴(阿克苏诺贝尔,壳牌,努里永和巴斯夫),以及教育,文化和科学部以及经济事务和气候部政策和荷兰研究理事会(NWO)。在这种长期的伙伴关系中,大学和化学工业将共同开发未来的绿色化学。

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