Polyurethaan wordt gebruikt in een breed scala aan materialen, inclusief verf, schuim matrassen, zitkussens en isolatie. Deze uiteenlopende toepassingen genereren grote hoeveelheden afval. Een team van de Universiteit van Illinois heeft een methode ontwikkeld om polyurethaanafval af te breken en er andere nuttige producten van te maken.

De onderzoekers zullen hun bevindingen rapporteren op de American Chemical Society National Meeting and Exposition.

Alleen al in de VS, Jaarlijks wordt 1,3 miljoen ton polyurethaanafval gegenereerd. Het afval belandt meestal op stortplaatsen of wordt verbrand, een proces dat een grote energie-input vereist en giftige bijproducten genereert.

"We willen het afvalprobleem oplossen door polyurethaan opnieuw te gebruiken, " zei Efraïm Morado, een afgestudeerde student in het laboratorium van scheikundeprofessor Steven Zimmerman, die het onderzoek leidde.

Polyurethanen zijn gemaakt van twee moeilijk afbreekbare componenten:isocyanaten, die zijn samengesteld uit stikstof, koolstof en zuurstof; en alcoholgroepen die polyolen worden genoemd.

"De polyol is meestal op petroleumbasis en is niet afbreekbaar, " zei Morado. Om deze moeilijkheid aan te pakken, het team nam een ​​gemakkelijker afbreekbare chemische eenheid op, een acetaal, aan de polyol. En omdat polyurethaan waterafstotend is, de onderzoekers vonden een acetaaleenheid uit die afbreekt in andere oplosmiddelen dan water.

"Als we een combinatie van trichloorazijnzuur en dichloormethaan toevoegen, het materiaal zwelt op en breekt snel af bij kamertemperatuur, ' zei Morado.

De ontstane afbraakproducten kunnen vervolgens worden hergebruikt voor nieuwe materialen. Bijvoorbeeld, de onderzoekers waren in staat om elastomeren om te zetten - een type polyurethaan dat wordt gebruikt in elastiekjes, verpakking en auto-onderdelen—in een zelfklevende lijm.

"Een van de uitdagingen van onze aanpak is dat het uitgangsmateriaal kostbaar is, "Zei Zimmerman. "We proberen een betere, goedkopere manier om dit te realiseren. Onze tweede hindernis zal zijn om een ​​patent te krijgen en iemand te vinden die geïnteresseerd is om het te commercialiseren."

De onderzoekers testen dezelfde techniek op andere polyurethaanmaterialen. Ze hopen ook mildere oplosmiddelen te gebruiken, zoals azijn, om de degradatie uit te voeren.

"De polyurethaanmaterialen hebben verschillende eigenschappen op basis van de chemische structuur van het isocyanaat, "Zei Zimmerman. "We kunnen de structuur van het acetaal dienovereenkomstig veranderen."