Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Biến phụ phẩm lignin trong công nghiệp giấy thành vật liệu có ích (10/12/2012)

Amit Naskar thuộc Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge đang nỗ lực biến lignin, một cấu trúc keo của thực vật và là sản phẩm thứ cấp của ngành công nghiệp giấy thành một loại nguyên liệu có giá trị.

Trong nghiên cứu đăng trên tạp chí Green Chemistry, nhóm nghiên cứu đã miêu tả một quy trình biến đổi tận cùng phế phẩm lignin thành vật liệu nhựa dẻo, dễ uốn trong điều kiện nhiệt độ nhất định. Các nhà nghiên cứu đã thực hiện quy  trình này bằng cách tái cấu trúc các phân tử lignin lớn hơn thông qua phản ứng hóa học với formandehit hoặc bằng cách rửa với methanol. Thông qua các quá trình phản ứng hóa học đơn giản này, các nhà khoa học đã tạo ra một loại vật liệu giống như cao su được liên kết ngang, có thể được xử lý như nhựa. Nghiên cứu đã tạo ra một con đường nhằm tận dụng lignin như một vật liệu bền vững, có thể tái tạo để tổng hợp chất dẻo nóng tái chế.

Thay vì sử dụng gần 50 triệu tấn sản phẩm phụ lignin do các nhà máy sản xuất giấy và bột giấy tạo ra hàng năm, vật liệu mới có thể được chuyển hóa thành nhựa giá trị cao có nguồn gốc từ lignin. Trong khi sản phẩm phụ lignin ở dạng thô chỉ đáng giá vài xu, giá trị này có thể tăng lên 10 lần hoặc hơn nữa sau khi chuyển hóa. Nghiên cứu trước đó trên chất dẻo có nguồn gôc lignin đã sử dụng vật liệu có sẵn trong các ngành công nghiệp giấy và là sự chuyển hóa phân hủy đáng kể lignin tự nhiên chứa trong sinh khối. Sự phân hủy này xảy ra trong quá trình xử lý các vật liệu cứng trong sinh khối. Tuy nhiên, mục đích của các nhà khoa học là tái tạo các phân tử lignin lớn hơn bằng phương pháp liên kết hóa học đơn giản và sau đó sử dụng nó để thay thế pha cứng trong công thức.

Liên kết ngang tạo ra các phân tử lignin lớn bằng cách kết hợp các phân tử nhỏ, nơi fomandehit giúp kết nối các phần tử nhỏ bằng liên kết hóa học. Vật liệu này có thể tạo ra các miếng đệm có chi phí thấp hơn, các ống thủy lợi, tấm chắn bùn, bọt nhồi ghế ngồi trên xe và một số sản phẩm giống nhựa khác. Vật liệu tương tự cũng có thể được tạo ra từ lignin lấy từ nhà máy lọc dầu sinh học.

Nguồn: NASATI