Čeští vědci přinášejí ekologičtější alternativu polyuretanových pěn

Jsou v matracích i tepelné izolaci domů, ale nejen tam. Polyuretanové pěny se hojně používají v různých průmyslových odvětvích. Jejich výroba a obtížná recyklace však představují velké výzvy pro ekonomiku i ekologii. Vědci z Ústavu makromolekulární chemie Akademie věd ČR společně s dalšími českými a zahraničními kolegy vyvinuli nové pěny, které jsou recyklovatelné a vyrobené z obnovitelných rostlinných surovin bez toxických chemikálií. Nové materiály mají vlastnosti srovnatelné s běžnými polyuretanovými pěnami. Výsledky výzkumu publikovali vědci v prestižním časopisu Advanced Functional Materials.

Polyuretany patří mezi významné polymerní materiály s širokým využitím v různých oblastech života. Ve stavebnictví se používají hlavně jako tepelné izolace, v automobilovém průmyslu jsou součástí interiérových prvků vozidel, v nábytkářství se uplatňují při výrobě matrací a jako součást čalouněného nábytku, v textilním průmyslu jako elastická vlákna nebo funkční povrchové úpravy textilií. Celosvětově patří polyuretany mezi pět nejčastěji vyráběných skupin polymerů s řadou výhodných vlastností. Jejich velkou nevýhodou je výroba závislá na použití fosilních surovin, toxických isokyanátů a katalyzátorů a obtížná recyklace. Jednou z globálních priorit je tedy vyvinout udržitelnější materiály a technologie, které umožní jejich opětovné použití v souladu s principy cirkulární ekonomiky.

Právě tím se zabývají vědci z Ústavu makromolekulární chemie AV ČR (ÚMCH AV ČR) ve spolupráci s dalšími kolegy. Vyvinuli recyklovatelné polymerní pěny na bázi rostlinných olejů a dalších obnovitelných surovin, při jejichž výrobě není nutné používat toxické isokyanáty. „V naší studii jsme jako první prokázali, že díky použití cíleně navržených uretanů dokážeme vyrobit lehké polymerní pěny, které mají mechanické vlastnosti srovnatelné s běžnými polyuretanovými pěnami. Připravujeme je z chemicky upravených rostlinných olejů a teplo uvolněné při reakci zároveň způsobuje odpařování nadouvadla, a tím vznik pěnové struktury,“ vysvětluje Hynek Beneš z ústavu. Výhodou nové generace polymerních pěn je jejich rychlá příprava, šetrné reakční podmínky a možnost řídit výsledné mechanické vlastnosti. Na rozdíl od konvenčních polyuretanových pěn lze navíc tyto alternativní pěny díky jejich specifické struktuře snadno recyklovat a zpracovat do nové podoby.

Výzkum vědců z ÚMCH AV ČR, Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a Lotyšského státního ústavu chemie dřeva také souvisí s mezinárodními projekty Akademie věd České republiky, Lotyšské akademie věd a Grantové agentury ČR. „Díky této mezinárodní spolupráci přinášíme nový polymerní systém, který představuje univerzální platformu pro přípravu recyklovatelných pěn s nastavitelnými mechanickými vlastnostmi, od měkkých a elastických pěn až po tuhé a tvrdé materiály. Můžeme tak vyvíjet materiály pro různé aplikace a nabízet řadu možností jejich opětovného použití,“ doplňují Hynek Beneš a Krzysztof Polaczek z ÚMCH AV ČR. Krzysztof Polaczek je rovněž letošním laureátem Prémie Otto Wichterleho AV ČR pro mladé perspektivní vědce.

Celosvětově rostoucí poptávka po měkkých i tvrdých polyuretanových pěnách zvyšuje potřebu hledat udržitelnější způsoby jejich výroby, recyklace a nakládání s nimi po skončení jejich životnosti. Výsledky výzkumného týmu znamenají významný přínos k řešení technologických výzev v souladu s principy cirkulární ekonomiky. Vědci se budou zároveň snažit, aby navázali spolupráci s průmyslovými partnery a přenesli novou technologii do praxe.

Kontakt:

Petr Šálek
Ústav makromolekulární chemie AV ČR
salek@imc.cas.cz

Přečtěte si také

• Vědci odhalili podobu enzymu, který vytváří chlorofyl
• Upravené probiotické bakterie zmírnily střevní zánět u myší
• Po téměř sto letech znovuobjevili vzácného etiopského vodního hlodavce
• Tajemství jídelníčku kůrovce: dřevo zpracuje sám, o živiny se starají bakterie
• Archeologové se po 53 letech vrátili do jeskyně
• Perpetuum mobile za 17 miliard dotací na POZE
• Dvě štědré prémie Akademie věd umožní rozjet unikátní vědecké projekty
• Další kolo stáží v Akademii věd pro nadané středoškoláky
• Mladí archeologové se utkají podruhé
• OpenLab České Budějovice: nová vzdělávací laboratoř přivádí děti k vědě.