Los investigadores del Instituto Fraunhofer han desarrollado un proceso para la fabricación de plásticos de alta calidad a partir de terpenos, una corriente de desecho de la producción de celulosa. Ellos presentarán su nuevo bioplástico y sus posibles aplicaciones desde 19 de octubre - 26 en la feria K 2016 en Düsseldorf. Los visitantes pueden encontrar el stand conjunto de Fraunhofer en el pabellón 7, stand SC01.
Incluso si los recursos fósiles estuvieron mucho más baratos en los últimos años hay grandes esfuerzos para reemplazar los plásticos convencionales por sustancias hechas a partir de recursos renovables. Una reducción del consumo de recursos fósiles es especialmente importante debido al cambio climático causado por la liberación de dióxido de carbono. Aparte de la producción de polímeros biodegradables, por ejemplo para aplicaciones de embalaje, hay un gran interés en materiales de alto desempeño a partir de recursos renovables.
La síntesis de poliamidas a partir de terpenos se desarrolló en Biocat - Bio, Electro y Chemocatalysis, la rama en Straubing de Fraunhofer IGB. Biocat, dirigido por el profesor Volker Sieber trabaja en técnicas para convertir terpenos - una corriente lateral de la producción de celulosa a partir de madera - en biosurfactantes, bio-epóxidos o monómeros de bio-poliamidas con nuevas propiedades (véase también las cajas "¿Cuáles son los terpenos?" Y " Las poliamidas hechas de 3-careno ").
"Debido a la estructura química especial de los terpenos, las poliamidas de lactamas basadas en 3-careno son muy transparentes", explica el director del proyecto Dr. Harald Strittmatter. "Esto da la posibilidad de nuevas aplicaciones, como gafas de esquí o viseras de cascos." Será posible fabricar productos tales como revestimientos, textiles y adhesivos de las bio-poliamidas.
¿Que son los terpenos?Los terpenos son hidrocarburos. La palabra se relaciona con la palabra griega "terpein", que significa "disfrutar" - lo que apunta al hecho de que muchos terpenos tienen un olor agradable, basta pensar en la trementina, que se utiliza principalmente como disolvente de resinas y pinturas. En la naturaleza hay muchas fuentes diferentes de terpenos, en particular como componentes de madera blanda. Sin embargo, las sustancias también se pueden encontrar en los dientes de león, árboles de caucho y especias como anís, clavo de olor, nuez moscada, cardamomo, canela y pimienta de Jamaica. Los terpenos ligeramente volátiles se refieren a los aceites esenciales, que se pueden obtener, por ejemplo, de la cáscara de los cítricos durante la fabricación de jugo de naranja o conservas de frutas.
Poliamidas hechas de 3-carenoLas enzimas y reactivos inofensivos en lugar de productos químicos tóxicos
Poliamida 6 (PA6) es una de las poliamidas más importantes. Se utiliza por ejemplo para materiales de mayor calidad, tales como en la fabricación de vehículos. En contraste con la PA6, un derivado sintetizado a partir del terpeno 3-careno es significativamente más transparente, por lo que es adecuado para aplicaciones nuevas y de alta calidad, por ejemplo, la producción de gafas de esquí o viseras de los cascos.
¿Por qué los investigadores del Instituto Fraunhofer estan trabajando con terpenos? "Es un recurso renovable que se genera en grandes cantidades como una corriente lateral de la producción de pulpa, así como en la industria de la fruta. Como corriente de desechos, la aplicación de terpenos para la producción de nuevos bioplásticos no está en conflicto con la necesidad de la producción de alimentos para humanos y animales ", explica el Dr. Strittmatter. Hoy en día grandes cantidades de los terpenos disponibles no se utilizan como una valiosa materia prima renovable, sino mas bien incinerados para el suministro de energía de las plantas de celulosa. Debido a la estructura compleja de los terpenos, una aplicación mucho mayor valor es deseable. "Compuestos similares sólo son accesibles a partir de recursos fósiles con gran esfuerzo," dice el Dr. Strittmatter.
La estructura de terpenos permite poliamidas con características especiales, tales como alta transparencia. Para la síntesis de poliamidas, los terpenos tienen que modificarse. Por una etapa de oxidación, se introduce un denominado grupo carbonilo, que se puede convertir en una lactama, un bloque de construcción de monómero de poliamidas. Los beneficios del proceso: La ruta sintética para la producción de lactamas a base de terpeno es más corta y - aún más importante - combinas las etapas de reacción biológica y químico catalítica que permiten evitar reactivos dañinos.
Hasta ahora, estos bioplásticos se han fabricado sólo en el laboratorio; aunque el plan es desarrollar una ruta sintética que permita una producción futura a escala industrial. Sin embargo, el Dr. Strittmatter y su equipo tienen la intención de hacer una contribución a la sustitución de productos químicos a base de fósiles por fuentes renovables.
Fraunhofer-Gesellschaft
10 de octubre de 2016
Cortesía: Alpha Galileo
http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=168771&CultureCode=en
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