Talaş, selüloz bağlayıcılar ve balmumu bir araya gelerek çevre dostu köpük oluşturur

Yer fıstığı ve kutu eklerinin ambalajlanmasında yaygın olarak kullanılan polistiren, fosil yakıtlardan üretilir. Sürdürülebilir bir alternatif geliştirmek için araştırmacılar rapor veriyor ACS Uygulamalı Polimer Malzemeler alışılmadık bir başlangıç ​​malzemesini test etti: talaş. Prototip köpükleri, sert veya esnek malzemeler oluşturmak için selüloz bağlayıcılar ve diğer katkı maddelerini içeriyordu ve bazı versiyonlar polistirenin gücü ve darbe direnciyle eşleşiyordu. Basit bir balmumu kaplaması onları suya dayanıklı hale getirdi ve ambalajlama ve inşaat malzemeleri için potansiyele sahip biyobazlı köpükler üretti.

Çalışmanın ilgili yazarı Todd Emrick, “Atık ürünleri kimyasal bir katalog yerine malzeme üretimi için bir başlangıç ​​noktası olarak kullanmak heyecan verici olabilir” diyor. Makalenin ilk yazarı Isha Farook’un yakınlardaki çiftliklere ve kereste fabrikalarına giderek araştırma ekibinin talaş atıklarını alıp alamayacağını sorduğunu ekliyor. Her iki araştırmacı da bu atık talaşın kurutulduktan sonra iyi performans gösteren köpükler oluşturmasından memnun oldu ve şaşırdı.

Kereste fabrikası atıklarından köpüğe

Emrick, Farook ve meslektaşları laboratuvarda talaşı (ince işlenmiş ağaç tozu veya kaba işlenmemiş değirmen atığı) selüloz bağlayıcıların ve çapraz bağlayıcı bileşenlerin farklı kombinasyonlarıyla harmanladılar. Daha sonra araştırmacılar karışımları kalıplara döktüler, dondurdular ve köpükleri dondurarak kurutarak tüm nemi aldılar. Son bir ısıyla kurutma adımı çapraz bağlı ağları etkinleştirdi.

Prototip köpüklerin özellikleri selüloz bağlayıcılara bağlı olarak değişiyordu: Karboksimetil selüloz versiyonları polistirenden daha sertti ve hidroksipropil selüloz daha yumuşak bir malzeme üretti. Ancak araştırmacılar işlenmiş ve işlenmemiş talaşla yapılan köpükler arasında çok az fark gözlemledi.

Balmumu nem direncini artırır

Stabilite testleri, çapraz bağlayıcı bileşenler içeren biyobazlı köpüklerin, polistirenden farklı olarak asetonda çözünmeye direnirken suyu emdiğini ve saldığını gösterdi. Bazı köpük örnekleri de balmumuyla kaplandı. Kaplama, yüksek neme maruz kaldığında su direncini artırdı ve malzemenin mekanik özelliklerini etkilemedi.

Emrick, “Henüz uzun vadeli bir stabilite çalışması yapmadık” diyor. “Ancak haftalar ila aylar arasındaki zaman diliminde sıvı stabilitesi mükemmel görünüyor; bu, sızıntı veya dökülme durumunda nakliye sırasında veya yalnızca farklı çevre koşulları altında üretim ve depolama için yararlı bir özelliktir.”

Etki testleri ambalaj kullanımını destekliyor

Son olarak, araştırmacılar 4,5 kilogramlık (10 pound) bir ağırlıkla darbe testleri gerçekleştirdiler ve biyopolimer köpüklerin enerjiyi daha iyi dağıttığını, ağırlığın benzer kalınlıktaki polistirenden %21 daha az mesafeye sıçradığını gözlemlediler. Bu sonuçlar, talaş bazlı köpüklerin, polistirenin halihazırda kullanıldığı paketleme uygulamaları için yeterince sağlam olduğunu göstermektedir.

Emrick, “Bu çalışmanın ilk itici gücü, nakliye sırasında malzemeleri korumak için bol miktarda kullanılan ambalaj köpükleriydi” diyor. “Mekanik özelliklere ilişkin ilk değerlendirmemiz umut verici göründüğünden, bu tür talaş bazlı köpükler, hafif ve koruyucu ambalajlamanın gerekli olduğu inşaat malzemeleri ve tüketici elektroniği için ileri teknoloji ambalajlar da dahil olmak üzere her türlü uygulamada daha fazla incelenebilir.”