Forskarna utvecklade en miljövänlig termoplastisk polyuretan med ett biokarboninnehåll på upp till 97%.

Forskningsteamet under ledning av Lim Sang-Gyu, seniorforskare i DGIST: s Energy Polymerization Research Division, har utvecklat en miljövänlig termoplastisk polyuretan med ett biogen kolhalt på upp till 97%, vilket är en anmärkningsvärd milstolpe.

Utvecklat i samarbete med Jung Jae-hoon från det nya produktutvecklingsteamet vid Korea Textile Development Research Institute (KTDI) och Jeon Cho-hyun från det nya affärsplaneringsteamet, är denna genombrottsteknik ett hållbart alternativ till traditionella petroleumbaserade termoplastiska polyuretaner från och därför betydande.

Termoplastisk polyuretan är ett extraordinärt material känt för sina utmärkta mekaniska egenskaper, inklusive nötningsbeständighet, motståndskraft, draghållfasthet och tårstyrka. Dess mångsidighet gör att den används allmänt inom olika livs- och industrifält, såsom industripaneler, skärmskydd, bagage, skor, konstgjorda läder och klädmaterial.

För närvarande syntetiseras de flesta termoplastiska polyuretaner med användning av petroleumbaserade polyoler, isocyanater och dioler. Trots de utmärkta egenskaperna hos petroleumbaserade råvaror orsakar deras extraktion, tillverkning, användning och bortskaffningsprocesser miljöföroreningar. Därför strävar världen efter att utforska miljövänliga alternativ baserade på biomassamaterial. Att utveckla biobaserade produkter som matchar egenskaperna hos konventionella termoplastiska polyuretaner utgör emellertid betydande utmaningar.

I ett utmärkt samarbete med KTDI gjorde Lim Sang-Gyus forskargrupp ett stort genombrott genom att utveckla en miljövänlig termoplastisk polyuretan. För att syntetisera detta miljövänliga material använde de biobaserade polyesterpolyoler och butylenglykoler och flyttade bort från traditionella petroleumbaserade material.

Denna biomassabaserade termoplastiska polyuretan erbjuder överlägsna egenskaper, inklusive upp till 97% biocharinnehåll, en vikt genomsnittlig molekylvikt på cirka 120 000 g/mol, en draghållfasthet på 20 MPa och en dragförlängning på 587,2%.

I synnerhet är dessa egenskaper jämförbara med befintliga petroleumbaserade termoplastiska polyuretaner, vilket gör det utvecklade materialet till en mångsidig kandidat för ett brett utbud av tillämpningar i vardagen och industrier. Denna miljövänliga termoplastiska polyuretan förväntas användas i industriella ark, skärmskydd, mobiltelefonfodral, skor, konstgjorda läder och klädmaterial.
Forskaren Lim Sang-Gyu betonar: "För att skilja sin studie från befintliga studier på miljövänliga termoplastiska polyuretaner utvärderade de noggrant de kemiska, termiska och mekaniska egenskaperna hos biobaserade alifatiska isocyanater och ändrade deras innehållsproportioner. Dessa egenskaper jämfördes sedan med de som jämfördes med de av petroleumbaserade termoplastiska polyuretaner. "

Han är optimistisk att de biobaserade termoplastiska polyuretaner som utvecklats genom sin forskning kommer att kommersialiseras och används allmänt, särskilt inom olika områden med mycket funktionella fibermaterial.