Liège大学の研究者たちは、室温での迅速な発泡技術を用いて、イソシアネートフリーでリサイクル可能かつバイオ由来のポリウレタン（PU）フォームを製造する革新的なプロセスを開発しました。これは、水を使用して発泡剤 (CO2) を生成する初めてのイソシアネートフリーのポリウレタンフォーム (NIPU) 製造プロセスです。この技術は、従来（2022年発表）の PU の発泡を模倣していますが、有害なイソシアネートは使用しません。シクロカルボナートとアミンで構成された配合物に水と触媒を加えて使用します。シクロカルボナートの一部は発泡剤 (CO2) に変換され、マトリックスを膨張させ、残りはマトリックスの形成と硬化に寄与します。この革新は、有害なイソシアネートを使用する従来のプロセスに代わる最先端の代替手段を提供します。新しい研究プロジェクトでは、このプロセスを使用して、水を使用して発泡剤を生成しながら、室温配合物から記録的な速さで NIPU フォームを製造できることを実証しています。自動的にかつ迅速に生成されるカスケード反応を作り出し、従来のイソシアネート系プロセスを模倣することにより、NIPU マトリックスの製造と発泡を早めるというものです。したがって、従来の技術では熱処理を必要とするため、加熱された型 (複雑な形状のフォーム (車の座席、靴底など) 向け) での NIPU フォーム製造に非常に適していたものを生成してましたが、この技術を使用すれば、剛性フォームと柔軟性フォームのほぼ全ての用途が想定でき、製造に外部熱源を必要としません。さらに、バイオマス含有率の高い (70-90%) フォームを 2 分もかからずに簡単に製造できます。
現在、さまざまな PU リサイクル戦略が開発されていますが、PU フォームの使用済み製品の廃棄物管理は依然として改善が必要です。さらに、フォーム業界の顧客の中には、イソシアネートフリーで、理想的にはバイオ由来の材料を求める声も高まっています。地元で入手できる資源を活用し、容易にリサイクルできるフォームを製造する方法が模索されています。このような循環型でより持続可能なフォームを開発することは、特に既存の産業用発泡インフラの改修を考慮しなければならない場合、大きな課題となります。
これまで数十年間、有害なイソシアネート化学薬品を使用して製造され、現在はその使用に厳しい規制が課されているポリウレタンフォーム (PU) は、依然として私たちの日常生活に欠かせない材料です。剛性 PU フォームは、床や壁、屋根の断熱パネルや冷蔵庫のドアに使用される際、エネルギー消費量を大幅に削減する上で重要な役割を果たしています。柔軟性のあるタイプは、主にマットレス、ソファ、車の座席、スポーツシューズの靴底などの快適性を高める用途や、遮音材や衝撃吸収材として使用されています。新しい技術はシンプルでモジュール式、堅牢で導入が非常に簡単です。残された課題は、非常に慎重な PU フォーム生産者に対して、新しい規制要件、社会ニーズ、そして持続可能性の要求に応える次世代のフォーム材料を製造するためにこのプロセスを使用してもらうよう宣伝することになるでしょう。
