Poliuretanos basados en CO 2 - SusChem

INESCOP
Instituto Tecnológico del Calzado
1
INESCOP
 Fundado en 1971
 140 técnicos especialistas
 95 titulados universitarios
 17 doctores en ciencias
químicas, materiales,
bioquímica, informática,…
2
INESCOP
 Control de calidad
 Medio Ambiente
 Normalización y Certificación
 Diseño industrial, gráfico,
técnico, moda
 Investigación básica y aplicada
 Formación
 Desarrollo de nuevas tecnologías:
electrónica, informática, CAD/CAM
 Laboratorios de Análisis Químico,
Físico, Análisis Funcional de Calzado
3
Areas de investigación aplicada
Tecnología de nuevos materiales
Nanotecnología
Biotecnología
Tecnologías de Diseño
Tecnologías de la Información y
Comunicación (TICs)
Salud del pie
Productos/procesos
medioambientalmente sostenibles
4
Poliuretanos basados en CO2
Elena Orgilés Calpena
INESCOP
Instituto Tecnológico del Calzado
Elda-Alicante-Spain
eorgiles@inescop.es
5
Retos del CO2
Uno de los mayores retos de nuestra sociedad es el impulso de nuevas
tecnologías que permitan hacer frente a las necesidades energéticas
actuales y se promueva un desarrollo sostenible.
La captura, almacenamiento y utilización de CO2 como materia prima
constituye una interesante alternativa al petróleo, principal fuente de
carbono actual para la industria química.
6
El CO2
La cantidad de CO2
presente en la atmósfera
alcanza máximos sin
precedentes!!
Red de Observatorios de Vigilancia de la
Atmósfera Mundial
(Organización Meteorológica Mundial)
Es el gas de efecto
invernadero de origen
antropogénico más
abundante e importante
7
Administración Nacional del Océano y de la Atmósfera
(NOAA) de Estados Unidos de América
Emisiones de CO2
• Plantas de fabricación de cemento
• Incineración/Gasificación de residuos
• Centrales térmicas de generación eléctrica
• Industrias de fabricación de acero
• Manufacturación de aluminio
• Industrias de fabricación de papel
• Industria cerámica
• Etc…
•Transporte por carretera
8
Usos del CO2 como materia prima
9
Usos potenciales del CO2
• Contribuir de una manera sostenible a la disminución de las emisiones de CO2 a la
atmósfera.
• Aprovechar un compuesto que se encuentra en cantidades abundantes y que
puede ser empleado en diferentes aplicaciones industriales, sustituyendo a otros
compuestos con un impacto ambiental más negativo.
• ENERGIA
• MEDICINA
• ELECTRÓNICA
• FOTOSINTESIS ARTIFICIAL
• INDUSTRIA QUIMICA
• Etc ...
10
NUEVOS MATERIALES POLIMÉRICOS
Retos del CO2
CO2 como materia prima para la síntesis de
nuevos materiales
Síntesis de polioles:
componente principal de los poliuretanos
11
OBJETIVO
O
CO2 +
O
Catalizador
R
O
O
O
x
R
Óxido de
propileno
OH
Policarbonato poliol
O
O
R
+
O
O
y
O
x
y
OH
C
N
R’
O
O
R
R’
O
O
O
x
O
y
N
H
Poliol
12
Isocianato
Poliuretano
LA IMPORTANCIA DEL CATALIZADOR
Poliol
basado
en CO2
13
Experimental
Adhesivos de poliuretano basados en CO2
1.- Mezclas de POLIOL: Poliadipato + poliol basado en CO2
2.- Síntesis y caracterización
3.- Estudio de propiedades térmicas, estructurales y adhesivas
14
10S2/80A2/20M2
15
T-peel stregth (N/mm)
14
13
12
11
50A2/50M2
50A2/50M2
16
10S2/80A2/20M2
17
50A2/50M2
18
50A2/50M2
19
70A2/30M2
20
50A2/50M2
Propiedades adhesivas. Ensayos de pelado en T.
Uniones serraje/adhesivo/caucho SBR
norma UNE-EN
15307:2007
Footwear
requirements for
upper-sole joints in:
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
REFERENCIA
COMERCIAL
15
100 PA
90 PA
+
10 NOVO
80 PA
+
20 NOVO
70 PA
+
30 NOVO
60 PA
+
40 NOVO
50 PA
+
50 NOVO
40 PA
+
60 NOV
NOVO
SÍNTESIS DE POLIURETANOS
ESCALA LABORATORIO
Y
PLANTA PILOTO
16
CARACTERIZACIÓN DE POLIMEROS
MEDIANTE TÉCNICAS EXPERIMENTALES
Propiedades reológicas y térmicas:
DMA
(TA INSTRUMENTS)
REOMETRO
(BOHLIN CS 50)
17
TG (METTLER TOLEDO)
DSC (METTLER TOLEDO)
CARACTERIZACIÓN DE POLIMEROS
MEDIANTE TÉCNICAS EXPERIMENTALES
Estructura química y morfología:
GPC
(SHIMADZU)
FTIR (VARIAN 660-IR)
18
SEM
JEOL JSM-840
TEM
JEOL JEM-2010
CARACTERIZACIÓN DE ADHESIVOS
MEDIANTE TÉCNICAS EXPERIMENTALES
Propiedades adhesivas:
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
PREVIOS:
INSTRON 1011
Materiales de referencia representativos de
la industria del calzado: caucho SBR, PVC, EVA, PU, piel, textil, etc…
19
CO2
20
POLIURETANOS
APLICACIONES
FINALES
1.
PRE-TRATAMIENTO
DE RESIDUOS,
Calzado, textil, RSU,
NFU
6.
2.
VALIDACIÓN
INDUSTRIAL
VALORIZACIÓN
ENERGÉTICA
POR
GASIFICACION
5.
3.
SINTESIS DE
POLIURETANOS
BASADOS EN CO2
CAPTURA,
PURIFICACION DE
CO2
4.
OBTENCIÓN DE
POLIOLES
EN BASE CO2
21
Conclusiones
• El CO2 no debería considerarse ni residuo ni contaminante, sino
una fuente renovable que puede contribuir al desarrollo sostenible
y a la mejora de la competitividad de la industria química.
es un recurso!
• CO2 como materia prima para la síntesis de polioles, componente
principal de los poliuretanos, uno de los polímeros más
producidos y consumidos a escala mundial, que hasta la fecha,
es totalmente dependiente de combustibles fósiles.
• CASE (Coatings,
ESPUMAS
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Adhesivos,
Sellantes
y
Elastómeros)
Y
Poliuretanos basados en CO2
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Poliuretanos basados en CO2
Elena Orgilés Calpena
INESCOP
Instituto Tecnológico del Calzado
Elda-Alicante-Spain
eorgiles@inescop.es
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