NOVOS MATERIAIS 65 termoendurecíveis e termoplásticos de origem natural, que são utilizados em muitos setores. Os poliuretanos de origem natural podem ser sintetizados de diferentes maneiras, como, por exemplo, por síntese química convencional ou síntese sem solventes, e também podem ser utilizados reagentes derivados da biomassa, como mostrado na Imagem 1. Os poliuretanos termoendurecíveis são obtidos através da reticulação de dois pré-polímeros, geralmente um poliéster ou poliol poliéter e isocianatos por catálise básica ou ácida. Estes materiais distinguem-se pela sua grande versatilidade. Podem ser obtidos em diferentes formas (compacta ou expandida, flexível ou rígida) e com múltiplos formatos, podendo adaptar-se às necessidades de cada mercado. Por este motivo, a investigação sobre o desenvolvimento de poliuretanos de origem natural está em plena expansão, uma vez que permitem reduzir os problemas ecológicos associados a estes materiais, como a sua reciclagem. Neste sentido, o Aimplas está a participar no projeto Dickens, em que participa, juntamente com a empresa Tecno Caucho Rolls & Covers, na investigação de substitutos ecológicos alternativos aos de origem fóssil, com vista à produção de poliuretano de origem natural. Por um lado, para a produção destes poliuretanos naturais, existe a opção de substituir parcialmente os isocianatos, como o diisocianato de difenilmetano ou o diisocianato de tolueno, pela sua alternativa comercial de origem natural. Por outro lado, outra estratégia consiste em obter poliuretano de origem natural a partir de produtos de biomassa, como a lenhina ou os óleos vegetais. Um dos objetivos do projeto é substituir os polióis de origem fóssil por polióis sintetizados de origem natural. Para isso, o primeiro passo foi definir o produto de biomassa mais adequado para a formulação de poliuretanos de acordo com a sua aplicação final. Os óleos vegetais foram escolhidos devido à sua grande disponibilidade, à estabilidade dos preços e da disponibilidade das matérias-primas e ao facto de serem de baixo custo. Além disso, a sua estrutura química permite uma grande variedade de modificações químicas, tornando-os versáteis e interessantes para o desenvolvimento de poliuretanos. Por último, foram utilizados polióis obtidos a partir de óleos vegetais para substituir os reagentes de origem fóssil na formulação de poliuretano termoendurecível. Ao combinar com os reagentes de partida utilizados, foi possível sintetizar, a partir de um único tipo de óleo, vários polióis de origem natural com propriedades diferentes, como o peso molecular, a viscosidade ou o índice de hidroxilo de cada uma destas amostras. Este painel de polióis permitiu a formulação de uma variedade de poliuretanos mais ou menos rígidos, mas com propriedades mecânicas diferentes. Por conseguinte, podem ser utilizados numa grande variedade de aplicações. Este projeto demonstrou que é possível desenvolver polímeros, nomeadamente poliuretano termoendurecível, em parte de origem natural, sem sacrificar as propriedades mecânicas precisas para os materiais termoendurecíveis e sem aumentar demasiado o preço deste tipo de produção. Em resumo, a sustentabilidade do poliuretano, em termos de composição química e tecnologia de produção, é um aspeto importante na indústria dos polímeros, que é impulsionada por estratégias de economia circular. Por esta razão, estão a ser desenvolvidas novas tecnologias para o tornar um processo mais sustentável, tendo em conta aspetos como os solventes utilizados, a origem dos materiais, o consumo de energia e o impacto ambiental, entre outros. Neste ponto, entra em jogo a extrusão reativa ou REX, que é considerada um processo muito poderoso e inovador nos processos de polimerização. Esta tecnologia utiliza uma extrusora como reator químico contínuo em que pode ser realizada desde a síntese ou modificação de polímeros até à sua degradação ou reciclagem, tudo isso numa única etapa. Na extrusão reativa, as matérias-primas são introduzidas continuamente na extrusora e sujeitas a um cisalhamento a média ou alta temperatura. Ao contrário de outras técnicas, este sistema Imagem 2. Poliuretanos de origem natural. Imagem 3. Síntese de poliuretano termoplástico por extrusão reativa.
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