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El Instituto Fraunhofer de Durabilidad Estructural y Fiabilidad de Sistemas LBF ha desarrollado componentes de resina multifuncionales hechos de celulosa para aplicaciones industriales.
Los investigadores han demostrado su idoneidad como resinas reactivas en el sector de la construcción y como adhesivos industriales fotopolimerizables con LED.
La pulpa de madera es una fuente adecuada de materias primas, que puede puntuar por su sostenibilidad y costes comparativamente bajos gracias a su extracción a partir de residuos madereros.
El proyecto fue financiado por el Ministerio Federal de Agricultura, Alimentación e Interior (BMLEH) a través de la organización de gestión de proyectos Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR).
En el proyecto, los científicos produjeron y analizaron ésteres de celulosa estructuralmente diferentes, incluidos aquellos con grupos ignífugos, que contienen fósforo y alcohol de azúcar, y ésteres que contenían grupos acrilato y diacrilato.
Para producirlos, utilizaron un método que se había desarrollado previamente en el Fraunhofer LBF. Este método de síntesis tuvo que adaptarse para producir metacrilatos a base de celulosa, para los que los investigadores identificaron, entre otras cosas, nuevos catalizadores de esterificación muy activos.
Tanto el algodón como la pulpa de madera blanqueada de fibra larga sin cloro procedente de residuos madereros resultaban adecuados como fuente de materia prima, siendo esta última ventajosa desde el punto de vista económico y ecológico. También pueden utilizarse otros tipos de pasta.
El proveedor de maquinaria de construcción Hilti probó los metacrilatos de celulosa en compuestos de tacos de reacción. Como resultado, las resinas cumplían importantes parámetros mecánicos y requisitos de estabilidad a la hidrólisis, al tiempo que mejoraban las propiedades de viscosidad.
También eran aptas para espesantes y, a diferencia de los productos establecidos, no provocaban ningún deterioro de la resistencia.
El fabricante de adhesivos industriales Hoenle Adhesive Systems (antes Panacol) volvió a probar los acrilatos de celulosa como adhesivos de alto rendimiento fotopolimerizables con LED para aplicaciones electrónicas. También en este caso, los resultados fueron prometedores: los acrilatos se mezclaron bien con determinados diluyentes reactivos, produjeron capas transparentes, duras y firmemente adheridas sobre vidrio y diversos plásticos, y también mostraron buenas propiedades de viscosidad y una elevada temperatura de transición vítrea.
Como variante adicional, el equipo de investigación sintetizó una capa clara, transparente, con fósforo e ignífuga para vidrio acrílico.
Los acrilatos de origen biológico están listos para el mercado y el Fraunhofer LBF busca actualmente fabricantes interesados. También se dan los requisitos previos para el uso comercial de metacrilatos como agentes espesantes. La aplicación como componente de resina en compuestos de espesamiento por reacción aún requiere más ajustes estructurales.
Los investigadores ven otros posibles campos de aplicación en pinturas y revestimientos de madera. Los ésteres de celulosa que contienen fósforo también son adecuados en general como retardantes de llama para plásticos; la Fraunhofer-Gesellschaft ha patentado el proceso de fabricación para esta aplicación.
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