Sposób wytwarzania pianki poliuretanowej modyfikowanej nanochitozanem, pianka poliuretanowa modyfikowana nanochitozanem otrzymywana tym sposobem i zastosowanie pianki poliuretanowej modyfikowanej nanochitozanem
ZESPÓŁ AUTORSKI
Uniwersytet Morski w Gdyni
- dr hab. inż. Joanna Brzeska – kierownik zespołu,
- mgr Agnieszka Piotrowska-Kirschling - doktorantka
CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania pianki poliuretanowej modyfikowanej nanochitozanem oraz otrzymana w ten sposób pianka o właściwościach sorpcyjnych. Pianki poliuretanowe modyfikowane nanochitozanem według wynalazku charakteryzują się porowatą strukturą o zwiększonej powierzchni oddziaływania z medium. Pianki wytwarzane są w postaci arkuszy czy bloczków i są przeznaczone jako sorbenty do stosowania w procesach oczyszczania wód powierzchniowych (jeziora, rzeki, morza czy inne akweny), w szczególności z mikrowycieków olejowych, czy zanieczyszczeń ropopochodnych. Morfologia powierzchni i struktura chemiczna pianek zapewnia wysoki stopień regeneracji pianki z zachowaniem maksymalnej sorpcji oleju - zanieczyszczenia. Po skończonym czasie użytkowania takiej pianki ulega ona degradacji w środowisku naturalnym w porównaniu do pianek poliuretanowych komercyjnie używanych. Wynalazek wpisuje się w idee rozwiązań proekologicznych.
ISTOTA WYNALAZKU
Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania pianki poliuretanowej modyfikowanej nanochitozanem oraz pianka wytwarzana tą metodą do usuwania z wód zanieczyszczeń, korzystnie hydrofobowych (tj. wycieki olejowe). Podstawą rozwiązania jest połączenie korzyści wynikających z zastosowania nanochitozanu i pianki poliuretanowej w oczyszczaniu wód z mikrozanieczyszczeń pochodzenia organicznego. Modyfikacja poliuretanów chitozanem zmienia ich właściwości. Chitozan wpływa na budowę chemiczną, morfologię, właściwości termiczne, krystaliczność, właściwości mechaniczne, palność, sorpcję wody, właściwości adsorpcyjne, degradowalność i aktywność biologiczną poliuretanów. Nowe pianki poliuretanowe, będące przedmiotem zgłoszenia, charakteryzują się porowatą strukturą (Rys. 1-2). Wielkość porów pianek modyfikowanych (Rys. 1-2), w porównaniu z porami pianki bez nanochitozanu są bardziej równomierne. Ponadto powierzchnia poliuretanu modyfikowanego pokryta jest mikroporami, co zwiększa powierzchnię oddziaływania z zanieczyszczeniami w środowisku wodnym. Pianki z nanochitozanem w ilości 0,5%; 1,5%; 2,5% oraz 5% wykazują właściwości sorpcyjne, co jest istotnym parametrem w oczyszczaniu wód i może mieć korzystny wpływ na środowisko wodne. Dodatkowo wykazują one bardzo wysoki stopnień regeneracji z zachowaniem maksimum sorpcji oleju. Zgodnie z technologią wytwarzania pianek modyfikowanych wg. wynalazku, nanochitozan jest pozyskiwany z odpadu krewetkowego z krewetek północnych (łac. Pandalus borealis), w szczególności z wyodrębnionych skorupek karapaksu z głowotułowia oraz segmentów brzusznych z odwłoku, co jest kluczowym aspektem rozwiązania. Pianki poliuretanowe modyfikowane nanochitozanem, w porównaniu z innymi modyfikowanymi piankami poliuretanowymi charakteryzują się modyfikacją wypełniaczem pochodzenia naturalnego ze skorupek odpadu krewetkowego (ekoinnowacja). Ponadto do produkcji pianek wybrano alifatyczny diizocyjnian uznawany jako mniej toksyczny dla środowiska i zdrowia człowieka, ponieważ podczas jego degradacji w środowisku nie ma ryzyka powstania rakotwórczej diaminy aromatycznej, w porównaniu do izocyjanianów aromatycznych zwykle stosowanych w syntezie pianek poliuretanowych. Dzięki temu pianki te (Rys.3) mogą znaleźć zastosowanie jako sorbenty w procesach oczyszczania wód z ropopochodnych zanieczyszczeń.
POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU
Pianki przeznaczone są do zastosowania jako sorbenty w procesach oczyszczania wód, w szczególności z uciążliwych mikrowycieków olejowych, produktów ropopochodnych zanieczyszczających środowisko wodne i mających negatywny wpływ na florę i faunę.
Klientem rozwiązania w postaci pianek są porty morskie, oczyszczalnie ścieków, służby interwencyjne. Odbiorcami zainteresowanymi komercjalizacją i wdrożeniem są firmy z sektora produkcyjnego, specjalizujące się w wytwarzaniu innowacyjnych sorbentów. Zaletą technologii jest minimalizacji uciążliwych dla środowiska odpadów krewetkowych pochodzących z przemysłu spożywczego (aspekt proekologiczny).