Sustitución de materia prima de base biológica para poliaspártico

Cuatro Rutas Técnicas para la Sustitución de Materias Primas de Base Biológica en la Tecnología Medioambiental de Poliaspárticos

1. Monómeros a base de aceite vegetal

Materia prima principal: Aceite de ricino (más del 80% del PAE de base biológica se sintetiza a partir de esta fuente)

Ruta química: Aceite de ricino → Hidrólisis → Ácido ricinoleico → Ácido sebácico → 1,10-Decanodiamina → Monómero PAE de base biológica

Ventajas:

• La estructura de hidroxi-ácido graso imparte flexibilidad (elongación a la rotura > 250%).
• Hidrofobicidad natural (ángulo de contacto con el agua > 95°).

Limitaciones: Flujo a baja temperatura deficiente (requiere plastificantes de base biológica como el citrato de tri-n-butilo).

2. Monómeros de fermentación de azúcar

Monómeros representativos:

• 1,5-Diaminopentano (de la descarboxilación de lisina) → utilizado para sintetizar PDI de base biológica (diisocianato de pentametileno).
• Ácido succínico (fermentación de E. coli) → utilizado para preparar extensores de cadena de base biológica.

Características de rendimiento:

• La estructura de cadena alifática mejora la resistencia a la hidrólisis (después de hervir en agua a 100 °C durante 240 h, retención de adhesión > 90%).
• La reactividad es ~30% más alta que la del PAE a base de petróleo (reduce el tiempo de secado superficial a 8 minutos).

3. Monómeros derivados de lignina (dirección de avance)

Ruta técnica: Lignina → vainillina → aminas aromáticas de base biológica → PAE modificado.

Valor de innovación:

• Introduce anillos de fenilo rígidos; la dureza aumenta a 3H (dureza al lápiz).
• Propiedades de absorción de UV (envejecimiento QUV 3000 h, ΔE < 1.5).

Investigación representativa: Serie LigniPoly™ desarrollada por VTT (Finlandia), contenido de base biológica 40%.

4. Monómeros derivados de CO₂ (exploración fronteriza)

Principio técnico: CO₂ industrial capturado + aceites vegetales epoxidados → carbonatos cíclicos → aminólisis para formar PAE.

Valor ambiental: Aproximadamente 0,3 t de CO₂ fijado por tonelada de resina (la huella de carbono del ACV puede ser negativa).

Estrategias de Optimización del Rendimiento para Resinas PAE de Base Biológica

Marco de Decisión de Selección Técnica para la Tecnología Medioambiental de Poliaspárticos

Comience con la necesidad de la aplicación: primero decida si se requiere curado por encima de 100 °C. Si es así, priorice los sistemas rígidos de lignina/FDCA y luego evalúe los límites de color: use la modificación directa de lignina cuando el color sea aceptable, o cambie a lignina decolorada más FDCA cuando se requiera un color bajo. Si no se necesita curado por encima de 100 °C, pregunte si es necesario un secado rápido (<10 min); si es así, elija un PDI a base de azúcar con un sistema catalizado con nanocelulosa, y si no, seleccione un sistema flexible a base de aceite de ricino.

Aspectos esenciales de políticas y certificaciones

Certificaciones internacionales:

• ISCC PLUS (certificación de balance de masa).
• USDA BioPreferred® (requisito mínimo de contenido de base biológica para recubrimientos industriales: 25%).

Direcciones para Avances Tecno-Económicos

Control de costos de materias primas

• Desarrollar aceites de cultivos energéticos (por ejemplo, aceite de camelina) para reemplazar el aceite de ricino de grado alimenticio.
• Procesos catalizados por enzimas para reducir el consumo de energía (la bio-aminación de Evonik reduce el uso de energía en ~60%).

Desarrollo de rendimiento premium

• Incorporar componentes funcionales (por ejemplo, grafeno para conducción térmica, iones de plata para efectos antibacterianos).
• Desarrollar poliurea degradable (hidrólisis desencadenada por esterasa) para películas de mantillo agrícola.

Últimos Desarrollos

El Instituto de Química Aplicada de Changchun, Academia de Ciencias de China, ha logrado la polimerización in situ con nanocristales de celulosa: la dureza del PAE de base biológica aumentó en ~50% con solo un aumento de costo de ~10%.

Feiyang se ha especializado en la producción de materias primas para recubrimientos poliaspárticos durante 30 años y puede proporcionar resinas poliaspárticas, endurecedores y formulaciones de recubrimiento.
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Lista de nuestros productos:

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