一种环保的方法可以利用松树准备植物材料，可能为聚氨酯泡沫的生产提供一种替代石油衍生物的选择。这一突破将可能导致在厨房海绵、泡沫垫、涂层、粘合剂、包装和绝缘材料等广泛使用的泡沫的更环保变种。在2022年，聚氨酯的全球市场超过了750亿美元。
一种环保的方法可以利用松树准备植物材料，可能为聚氨酯泡沫的生产提供一种替代石油衍生物的选择。
这一突破将可能导致在厨房海绵、泡沫垫、涂层、粘合剂、包装和绝缘材料等广泛使用的泡沫的更环保变种。在2022年，聚氨酯的全球市场超过了750亿美元。
华盛顿州立大学的一个研究团队探索了一种生态友好的方法，利用木质素替代这些泡沫中20%的化石燃料衍生化学品。所得到的生物基泡沫证明在强度和柔韧性方面与传统的聚氨酯泡沫相当。他们的研究结果详细记录在《ACS可持续化学与工程》杂志上。
“我们开发的材料和方法都是非常独特的，”该研究的主要作者、基因与琳达·沃伊兰化学工程与生物工程学院的教授肖张表示。“我们提取的木质素为创建高价值生物基产品提供了一类新型的可再生构件。”
来源于石油的塑料材料正在成为一个日益严重的废物挑战。它们的分解可能需要数百年，并且通常成本高、回收困难，最终往往导致低质量的二次产品。张指出，由于回收塑料的成本高于生产新塑料，塑料的回收率一直低于20%。
“利用基于石油的塑料造成了一个双输的局面，”他指出。“真正的答案在于用天然材料替代它们。”
木质素是地球上第二大可再生碳源，占非化石燃料基碳的约30%。然而，它从植物中提取非常困难。通常，它在造纸和生物精炼过程中分离，但这些方法常常导致污染和其化学及物理性质的显著变化，降低其价值。因此，大多数木质素最终被燃烧用于能源或用于水泥添加剂或动物饲料粘合剂等低价值应用。
在他们的研究中，科学家们使用一种温和、环保的溶剂从松树中提取高等级的木质素。与其他木质素提取物相比，他们的木质素均匀且具有良好的热稳定性，类似于天然木质素。这种一致的结构对于生产高价值产品至关重要。
在评估时，他们的配方表现出稳定性和与传统泡沫相当的机械性能。
“我们的研究结果表明，我们开发的木质素配方在制造柔性生物基聚氨酯泡沫方面具有出色的潜力，”张说。
生产基于木质素的柔性聚氨酯泡沫的兴趣也得到了工业合作者的支持。张的团队计划与这些合作者合作，以改进和增强木质素聚氨酯泡沫的生产工艺。
这项研究得到了国家科学基金会生物塑料和生物复合材料行业—大学合作研究中心（CB2）、美国农业部国家食品与农业研究所项目以及华盛顿州立大学商业化办公室的支持。
