Biogebaseerde grondstofvervanging voor polyasparagine

Vier technische routes voor de vervanging van biobased grondstoffen in milieutechnologie met polyaspartica

1Monomeren op basis van plantaardige olie

Kerngrondstof: ricinusolie (meer dan 80% van de bio-gebaseerde PAE wordt uit deze bron gesynthetiseerd)

Chemische route: ricinusolie → hydrolyse → ricinoleïnezuur → talzuur → 1,10-decanediamine → bio-gebaseerde PAE-monomeer

Voordelen:

• Hydroxy-vetzuurstructuur geeft flexibiliteit (verlenging bij breuk > 250%).
• Natuurlijke hydrofobie (hoek van watercontact > 95°).

Beperkingen: Slechte laagtemperatuurstroom (vereist biologische weekmakers zoals tri-n-butylcitraat).

2. Monomeren van suikerfermentatie

representatieve monomeren:

• 1,5-diaminopentaan (uit lysine-decarboxylatie) → gebruikt voor de synthese van bio-gebaseerde PDI (pentamethyleendiisocyanat).
• Succiniumzuur (E. coli fermentatie) → gebruikt voor het bereiden van bio-gebaseerde ketenverlengers.

Prestatie-eigenschappen:

• De alifatische ketenstructuur verbetert de hydrolyseweerstand (na 240 uur koken in water bij 100 °C, adhesiebehoud > 90%).
• De reactiviteit is ~ 30% hoger dan die van PAE op petroleumbasis (vermindert de oppervlakdroogtijd tot 8 minuten).

3Monomeren afgeleid van lignine (doorbraakrichting)

Technische route: lignine → vanilline → biobased aromatische amines → gemodificeerde PAE.

Innovatiewaarde:

• Introduceert starre fenylringen; hardheid stijgt tot 3H (potloodhardheid).
• UV-absorberende eigenschappen (QUV-veroudering 3000 uur, ΔE < 1,5).

Representatief onderzoek: LigniPolyTM-serie ontwikkeld door VTT (Finland), bio-gebaseerd gehalte 40%.

4. CO2-afgeleide monomeren (grensonderzoek)

Technisch principe: Gevangen industriële CO2 + epoxide plantaardige oliën → cyclische carbonaten → aminolyse tot PAE.

Omgevingswaarde: ongeveer 0,3 t vast CO2 per ton hars (LCA-koolstofvoetafdruk kan negatief zijn).

Strategieën voor prestatie-optimalisatie voor bio-gebaseerde PAE-harsen

Technisch selectiebeslissingskader voor milieutechnologie met polyaspartica

Begin bij de toepassingsbehoefte: eerst beslissen of een harding boven 100 °C vereist is.prioriteit geven aan starre lignine/FDCA-systemen en vervolgens de kleurgrenzen beoordelen, of wanneer een lage kleur vereist is, overschakelen op ontkleurbare lignine plus FDCA.kiezen voor een op suiker gebaseerde PDI met een door nanocellulose gekaataliseerd systeem, en zo niet, selecteer een flexibel systeem op basis van ricinusolie.

Beleids- en certificeringsbeginselen

Internationale certificeringen:

• ISCC PLUS (certificering voor massabalans).
• USDA BioPreferred® (minimaal gehalte aan biobased voor industriële coatings: 25%).

Richtingen voor techno-economische doorbraken

Beheersing van de kosten van grondstoffen

• Ontwikkelen van energiegewassen (bijv. camelina-olie) ter vervanging van voedselkwaliteit ricinusolie.
• Met enzymen gekaataliseerde processen om het energieverbruik te verminderen (de bioaminatie van Evonik vermindert het energieverbruik met ~ 60%).

Performance-premium ontwikkeling

• Het bevat functionele componenten (bijv. grafeen voor thermische geleiding, zilverionen voor antibacteriële effecten).
• Ontwikkelen van afbreekbare polyurea (hydrolyse door esterases) voor landbouwmulchfilms.

Laatste ontwikkelingen

Het Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academie van Wetenschappen, heeft in-situ polymerisatie met cellulose-nanokristallen bereikt:de hardheid van bio-gebaseerde PAE is met ~ 50% toegenomen met slechts ~ 10% kostenverhoging.

Feiyang is al 30 jaar gespecialiseerd in de productie van grondstoffen voor polyasparticale coatings en kan polyasparticale harsen, verhardingsmiddelen en coatingformules leveren.
Neem gerust contact met ons op:marketing@feiyang.com.cn
 

Onze productlijst:

• Polyaspartic hars
• Isocyanatverhardingsmiddel
• Epoxyverhardingsmiddelen
• Speciale chemische stoffen

Neem vandaag nog contact op met ons technische team om te ontdekken hoe Feiyang Protech's geavanceerde polyaspartic-oplossingen uw coatingsstrategie kunnen transformeren. Neem contact op met ons technische team.