在德國凱澤斯勞滕應用技術大學應用物流和聚合物科學系,由Gregor Grun博士教授和Sergiy Grishchuk博士教授領導的團隊正在研究生物基或回收原材料在半工業聚氨酯加工中的使用,這是歐盟國際項目BIOMAT的一部分。亨內基(Hennecke)的LABFOAM型號實驗室設備正在用于多項實際測試。

在生產軟質泡沫和其他聚氨酯產品時,可持續的原材料和減少二氧化碳排放正變得越來越重要。許多工業和貿易公司都在試圖減少生產過程中石油和對環境有害的發泡劑的使用。這就是BIOMAT項目于2021年推出的原因。在這一由歐盟資助的項目中,來自八個國家的科學家正在研究開發具有高比例可再生原材料的可持續泡沫和復合材料。BIOMAT的目標是將泡沫和復合材料制造過程中產生的溫室氣體減少30%至50%,并用可再生原材料替代一半以上的材料。該研究項目需要在不同配方中使用的各種新原料進行多次試驗,以研究產品各自的發泡行為、耐用性和其他性能。為了獲得可重復的結果,亨內基的LABFOAM于2022年在凱澤斯勞滕大學Pirmacens校區投入運行。該機器系統為聚氨酯加工領域測試系列和產品創新提供了支持。

大型工業廠房的模擬

在傳統的塊料工廠開發和測試新配方是一項資源密集型工作。這就是為什么亨內基開發了LABFOAM,簡單來說,它可以小規模復制了連續生產工廠的反應部分(濕端),從而實現了低產量的測試系列。盡管如此,它所獲得的結果在質量上幾乎與連續生產工廠的結果相當。LABFOAM采用高精度高壓計量泵和經過驗證的亨內基混合技術。此外,每條單獨的計量線都設計用于處理特定應用范圍的原材料,因此可以實現同樣廣泛的可能測試系列。通過最小的原材料投入,可以精確地模擬和測試高度可擴展的工業生產結果。

來自有機廢物的生物基多元醇

在凱澤斯勞滕大學Pirmacens校區,生物多元醇的材料特性和潛在應用正在接受研究——也代表特定的工業公司。Gregor Grun博士教授解釋道:“生物基多元醇最好從有機廢物中獲得,可以是脂肪酸、甘油三酯、糖或其他合適的有機殘留物。然而,許多這些材料目前仍然難以商業化獲得。使用生物多元醇的一個特別挑戰也是它們由仲羥基組成,因此反應相對緩慢。同時,必須注意許多生物基多元醇的低流動性,然而,LABFOAM非常適合這些生物基多元醇,因為它被設計用于高達35,000mPas的粘度。除了生物多元醇的提取,凱澤斯勞滕大學Pirmacens校區聚合物部門的研究還包括生物基聚酯的合成,以生產盡可能可堆肥的材料或改善聚氨酯泡沫的回收利用。

LABFOAM–不錯的選擇

該大學選擇he內機的LABFOAM實驗室設備有幾個很好的理由。對研究團隊來說,特別重要的是自動化能力、獨立的計量線以及多達25種不同原材料組件的可單獨調節參數。Sergiy Grishchuk博士教授強調:“LABFOAM的另一個令人印象深刻的優點是獲得專利的NOVAFLEX技術,用于生產CO2發泡泡沫。這消除了對環境和健康有害的發泡劑的需求,這是實驗室設備中的一個獨特優勢。同時,該系統的占地面積也很小,多樣化的應用可能性在不到十平方米的空間內找到了足夠的空間。”

通過FOAMWARE進行的工廠控制與連續生產工廠的操作相同。該團隊的博士生、LABFOAM操作員之一Philipp Haag稱:“只需點擊幾下,我們就可以用各種成分和添加劑創造出新的配方,將它們送到機器上并開始測試。與手工混合相比,這意味著在準確性、時間節省、原材料消耗和泡沫質量方面具有顯著優勢。”

65%的生物基含量已成為可能

第一年的使用結果令人鼓舞。例如,在不影響質量的情況下,已經可以生產生物基含量約為65%的軟質聚氨酯泡沫。Sergiy Grishchuk博士教授補充道:“LABFOAM的另一個重要方面是它不僅限于軟質泡沫的生產。這足以讓研究人員研究有機材料在半硬泡沫或硬質泡沫中的使用。”

BIOMAT項目經理很高興能夠作為該研發項目的一部分,對學生進行聚合物化學領域的培訓,并讓他們有機會熟悉工廠的行業相關流程。這不僅使學生受益,也有利于聚氨酯加工行業的眾多雇主,他們非常重視實踐經驗。

對亨內基來說,與凱澤斯勞滕應用技術大學透明的知識和信息交流也提供了重要的附加值,尤其是在可持續原材料解決方案的新市場需求方面。