Nghiên cứu về tính bền vững: Nhựa epoxy linh hoạt bảo tồn tài nguyên

Tính bền vững đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm hóa học mới.

Close up shot of unrecognizable scientist, in surgical gloves, putting a drop of blood or red liquid, with a pipette, on a microscope slide, for analysis.
Kỳ vọng của khách hàng cuối, các yêu cầu về quy định và nghiên cứu tập trung vào tính bền vững đang củng cố xu hướng này. Làm thế nào để chúng ta triển khai điều đó trong thực tế? Ví dụ, với lớp phủ epoxy được phát triển theo thông số kỹ thuật của khách hàng, đòi hỏi ít tài nguyên hơn trong quá trình sản xuất, bền hơn và cũng thân thiện hơn với con người và thiên nhiên.
Hoạt động ở chế độ nền, nhựa epoxy bảo vệ máy móc và vật liệu có giá trị: Nhựa tổng hợp bền và cứng. Do đó, chúng được sử dụng trong khai thác mỏ, trong số các lĩnh vực khác, nơi mà việc phá vỡ và nghiền nát liên tục của đá và quặng làm mòn các máy móc đặc biệt. Toa xe chở hàng và sàn bê tông được sử dụng nhiều cũng được phủ bằng chúng. Ở đây, nhựa epoxy bảo vệ vật liệu khỏi bị hư hỏng; thay vì bản thân máy móc, lớp phủ tổng hợp dành cho mục đích này bị mòn và được thay thế theo định kỳ. Nhựa epoxy có thể bảo vệ tốt các thiết bị có giá trị, nhưng thường đắt tiền và có thể giải phóng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. Do đó, việc làm cho nhựa epoxy thân thiện hơn với môi trường đóng góp quan trọng vào tính bền vững trong nhiều lĩnh vực, vì chúng rất cần thiết trong nhiều ngành công nghiệp.
Portrait of a male Brenntag chemist in the application kitchen, Allentown, USA

Tính linh hoạt làm cho nhựa epoxy bền hơn

Hợp tác với một công ty khách hàng, Nhà hóa học cao cấp Jesse Walker tại phòng thí nghiệm của chúng tôi ở Allentown, Pennsylvania, đã xác định một công nghệ bổ sung mới giúp cải thiện tính linh hoạt của lớp phủ epoxy. Lợi ích: Nó bền hơn và do đó bảo vệ vật liệu lâu hơn. “Với chất lượng cao hơn, chúng tôi giảm được các nguồn lực cần thiết để bảo vệ máy móc khỏi bị hao mòn trong suốt vòng đời của nó. Điều đó mang lại lợi ích về mặt bền vững, vì lớp phủ epoxy của chúng tôi hiện có nghĩa là chúng tôi không chỉ bảo tồn máy móc mà còn bảo tồn cả tài nguyên nữa”, Walker, người chỉ đạo nghiên cứu sản phẩm mới, giải thích.
Để nghiên cứu phương pháp tiếp cận mới, Jesse Walker đã làm việc chặt chẽ với khách hàng và nhà cung cấp. Nhiều năm kinh nghiệm của ông với tư cách là một nhà hóa học đã giúp ông trong việc này. Phương pháp tiếp cận của ông là chứng minh khả năng tương thích tiềm tàng của sản phẩm ban đầu với một chất hoạt động bề mặt cụ thể để cải thiện tính linh hoạt và độ bám dính.
Brenntag employees creating together a new formulation, Allentown, USA
Sau một số thí nghiệm nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, ông đã có bước đột phá và đạt được các đặc tính mong muốn. Sản phẩm linh hoạt hơn từ 30 đến 50 phần trăm và đã cho thấy sự cải thiện về độ bền; nghĩa là, nó có thể bảo vệ bề mặt lâu hơn. Walker giải thích nguyên lý đằng sau quá trình phát triển sản phẩm của mình rằng: "Cấu trúc phân nhánh cao của chất hoạt động bề mặt được thêm vào sản phẩm giúp các polyme của nhựa epoxy linh hoạt hơn từ bên trong".
Tính bền vững và cải tiến sản phẩm chỉ là hai yếu tố trong quá trình phát triển. Jesse Walker cũng nghĩ về sự an toàn của người dùng: “Đối với tôi, việc tích hợp tính linh hoạt vào nhựa tổng hợp và đồng thời làm cho nó an toàn hơn khi xử lý là rất quan trọng. Trong nghiên cứu của chúng tôi, trọng tâm không chỉ là thành công về mặt thương mại mà còn là sự an toàn của người dùng nữa”. Do đó, sản phẩm mới cũng đáp ứng các yêu cầu cao đối với hóa chất: “Phần lớn công việc của tôi liên quan đến việc giảm VOC. Các quy định đảm bảo rằng thị trường đưa ra những lựa chọn có ý thức hơn. Cả người dùng cuối và nhà sản xuất đều mong muốn các sản phẩm hóa học có càng ít VOC càng tốt. Chúng tôi cũng mong muốn liên tục cải tiến trong quá trình sản xuất các vật liệu như vậy”, Walker tóm tắt.

Nhựa Epoxy

Nhựa epoxy là nhựa tổng hợp trở thành nhựa nhiệt rắn sau khi trộn với chất làm cứng. Sau khi đóng rắn, chúng có tính chất cơ học tốt và rất bền với các hóa chất và nhiệt độ khác. Chúng được sử dụng, trong số những thứ khác, làm chất kết dính, nhựa đúc, trong sản xuất cánh quạt cho tua bin gió, làm lớp bảo vệ chống ăn mòn hoặc làm vật liệu bảng mạch.

Đại diện liên hệ về bền vững của quý vị