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La schiuma di poliuretano (PU) è comunemente utilizzata in edilizia per una varietà di scopi, ma con la spinta verso le emissioni zero, i materiali ecocompatibili stanno ricevendo sempre più attenzione. Migliorare la loro reputazione ecologica è fondamentale.
La schiuma di poliuretano è un polimero costituito da unità monomeriche organiche legate da uretano. Il poliuretano è un materiale leggero con un elevato contenuto d'aria e una struttura a celle aperte. Il poliuretano è prodotto dalla reazione di un diisocianato o triisocianato con polioli e può essere modificato con l'inclusione di altri materiali.
Il polistirene espanso può essere prodotto a partire da poliuretano di diversa durezza, e per la sua produzione possono essere utilizzati anche altri materiali. Il poliuretano espanso termoindurente è il tipo più comune, ma esistono anche alcuni polimeri termoplastici. I principali vantaggi del poliuretano espanso termoindurente sono la resistenza al fuoco, la versatilità e la durevolezza.
La schiuma poliuretanica è ampiamente utilizzata nel settore edile grazie alle sue proprietà ignifughe, strutturali e isolanti, nonché alla sua leggerezza. Viene utilizzata per realizzare elementi edilizi resistenti ma leggeri e può migliorare l'estetica degli edifici.
Molti tipi di mobili e moquette contengono poliuretano per la sua versatilità, economicità e durevolezza. Le normative EPA richiedono che il materiale sia completamente indurito per bloccare la reazione iniziale ed evitare problemi di tossicità. Inoltre, la schiuma poliuretanica può migliorare la resistenza al fuoco di biancheria da letto e mobili.
La schiuma poliuretanica spray (SPF) è un materiale isolante primario che migliora l'efficienza energetica di un edificio e il comfort degli occupanti. L'utilizzo di questi materiali isolanti riduce le emissioni di gas serra e migliora la qualità dell'aria interna.
Gli adesivi a base di PU vengono utilizzati anche nella produzione di prodotti in legno come MDF, OSB e truciolato. La versatilità del PU ne consente l'impiego per vari scopi, come l'isolamento acustico e la resistenza all'usura, alle temperature estreme, alla muffa, all'invecchiamento, ecc. Questo materiale trova numerosi impieghi nel settore edile.
Sebbene la schiuma di poliuretano sia molto utile e venga utilizzata in molti ambiti dell'edilizia, presenta anche alcuni problemi. Negli ultimi anni, la sostenibilità e la riciclabilità di questo materiale sono state ampiamente messe in discussione e la ricerca per affrontare questi problemi è diventata sempre più diffusa in letteratura.
Il principale fattore che limita l'ecocompatibilità e la riciclabilità di questo materiale è l'utilizzo di isocianati altamente reattivi e tossici durante il processo produttivo. Per produrre schiume poliuretaniche con proprietà diverse vengono utilizzati anche vari tipi di catalizzatori e tensioattivi.
Si stima che circa il 30% di tutta la schiuma di poliuretano riciclata finisca in discarica, il che rappresenta un grave problema ambientale per l'industria edile, poiché il materiale non è facilmente biodegradabile. Circa un terzo della schiuma di poliuretano viene riciclato.
C'è ancora molto da migliorare in questi ambiti e, a tal fine, molti studi hanno esplorato nuovi metodi per il riciclo e il riutilizzo della schiuma di poliuretano e di altri materiali poliuretanici. Metodi di riciclo fisici, chimici e biologici sono comunemente utilizzati per recuperare la schiuma di poliuretano per usi a valore aggiunto.
Tuttavia, attualmente non esistono opzioni di riciclo che forniscano un prodotto finale di alta qualità, riutilizzabile e stabile. Prima che il riciclo della schiuma poliuretanica possa essere considerato un'opzione praticabile per l'industria edile e dell'arredamento, è necessario affrontare ostacoli quali i costi, la bassa produttività e la grave carenza di infrastrutture di riciclo.
Lo studio, pubblicato nel novembre 2022, esplora le modalità per migliorare la sostenibilità e la riciclabilità di questo importante materiale da costruzione. Lo studio, condotto da scienziati dell'Università di Liegi in Belgio, è stato pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie International Edition.
Questo approccio innovativo prevede la sostituzione di isocianati altamente tossici e reattivi con materiali più ecocompatibili. L'anidride carbonica, un'altra sostanza chimica dannosa per l'ambiente, viene utilizzata come materia prima in questo nuovo metodo di produzione di schiuma poliuretanica ecologica.
Questo processo produttivo ecosostenibile utilizza l'acqua per creare l'agente schiumogeno, imitando la tecnologia di schiumatura utilizzata nella tradizionale lavorazione della schiuma poliuretanica ed evitando con successo l'uso di isocianati dannosi per l'ambiente. Il risultato finale è una schiuma poliuretanica ecologica che gli autori chiamano "NIPU".
Oltre all'acqua, il processo utilizza un catalizzatore per convertire il carbonato ciclico, un'alternativa più ecologica agli isocianati, in anidride carbonica per purificare il substrato. Allo stesso tempo, la schiuma si indurisce reagendo con le ammine presenti nel materiale.
Il nuovo processo illustrato nell'articolo consente la produzione di materiali poliuretanici solidi a bassa densità con una distribuzione regolare dei pori. La conversione chimica dell'anidride carbonica di scarto consente di ottenere facilmente carbonati ciclici per i processi produttivi. Il risultato è una doppia azione: la formazione di un agente schiumogeno e la formazione di una matrice poliuretanica.
Il team di ricerca ha creato una tecnologia modulare semplice e di facile implementazione che, combinata con un prodotto di partenza ecocompatibile, facilmente reperibile ed economico, dà vita a una nuova generazione di schiuma poliuretanica ecologica per l'industria edile. Ciò contribuirà quindi a rafforzare gli sforzi del settore per raggiungere emissioni nette pari a zero.
Sebbene non esista un approccio universale per migliorare la sostenibilità nel settore edile, la ricerca continua a individuare diversi approcci per affrontare questo importante problema ambientale.
Approcci innovativi, come la nuova tecnologia sviluppata dal team dell'Università di Liegi, contribuiranno a migliorare significativamente l'ecocompatibilità e la riciclabilità della schiuma poliuretanica. È fondamentale sostituire le tradizionali sostanze chimiche altamente tossiche utilizzate nel riciclo e migliorare la biodegradabilità delle schiume poliuretaniche.
Se il settore edile vuole rispettare i propri impegni di emissioni nette pari a zero, in linea con gli obiettivi internazionali per ridurre l'impatto dell'umanità sui cambiamenti climatici e sul mondo naturale, gli approcci volti a migliorare la circolarità devono essere al centro di nuove ricerche. Chiaramente, un approccio "business as usual" non è più possibile.
Università di Liegi (2022) Sviluppo di schiume poliuretaniche più sostenibili e riciclabili [Online] phys.org. accettabile:
Costruire con la chimica (sito web) Poliuretani nelle costruzioni [online] Buildingwithchemistry.org. accettabile:
Gadhav, RV et al (2019) Metodi per il riciclaggio e lo smaltimento dei rifiuti di poliuretano: una revisione dell'Open Journal of Polymer Chemistry, 9 pp. 39–51 [Online] scirp.org. accettabile:
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Reg Davey è uno scrittore e redattore freelance con sede a Nottingham, nel Regno Unito. Scrivere per AZoNetwork rappresenta una combinazione di vari interessi e aree in cui si è interessato e impegnato nel corso degli anni, tra cui microbiologia, scienze biomediche e scienze ambientali.
David, Reginald (23 maggio 2023). Quanto è ecologica la schiuma di poliuretano? AZoBuild. Consultato il 22 novembre 2023 da https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
David, Reginald: "Quanto è ecologica la schiuma di poliuretano?" AZoBuild. 22 novembre 2023
David, Reginald: "Quanto è ecologica la schiuma di poliuretano?" AZoBuild. https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610. (Consultato il 22 novembre 2023).
David, Reginald, 2023. Quanto sono ecologiche le schiume poliuretaniche? AZoBuild, consultato il 22 novembre 2023, https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
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Data di pubblicazione: 22-11-2023
