Quatro usos de matéria-prima renovável em revestimentos sustentáveis

Os revestimentos são utilizados em todos os lugares, desde a impermeabilização até a decoração. No entanto, são produzidos a partir de plásticos não renováveis, que muitas vezes não são recicláveis e se desintegram, causando poluição por microplásticos. Com o recente movimento no sentido do aumento da sustentabilidade e dos recursos renováveis, projetistas e fabricantes de revestimentos vêm estudando maneiras de usar matérias-primas renováveis em seus produtos.

Apesar disso, os polímeros são só uma parte da história. Geralmente, no desenvolvimento dos revestimentos são usados solventes e produtos químicos ambientalmente perigosos para criar a textura e a emulsão necessárias. Os pesquisadores também precisam eliminar esses impactos ambientais mais escondidos e desenvolver revestimentos totalmente sustentáveis.

Como os padrões na indústria de revestimentos são materiais não renováveis e prejudiciais ao meio ambiente, como os inovadores começaram a incorporar materiais renováveis no design dos produtos?

Polímeros de base biológica

Os polímeros são a base para a maioria dos revestimentos, mas são tradicionalmente derivados de materiais não renováveis, como o petróleo. Os polímeros de base biológica são uma alternativa mais sustentável. Os polímeros de base biológica são criados de matéria-prima renovável, de fontes vegetais ou animais e incorporam avanços no uso de óleos vegetais como matéria-prima para a produção de poliuretano (PU).

O PU derivado de óleo vegetal é uma alternativa verde ao PU tradicional de óleo de petróleo, mantendo as propriedades esperadas. A fácil disponibilidade, o baixo custo e a maior sustentabilidade do PU de base biológica o tornaram uma escolha popular na indústria de revestimentos. Os PUs de base biológica podem ser projetados para incorporar outras tecnologias ecologicamente conscientes, incluindo propriedades sem solventes ou curáveis por UV, para reduzir ainda mais o impacto ambiental.

Um artigo de pesquisa de 2022 demonstrou como o óleo de mamona poderia ser usado como matéria-prima de base biológica para criar um revestimento de alto desempenho. Usando ligações dinâmicas de ureia revestida, os autores derivaram um PU hidrofóbico curável por UV, reparável, reciclável e removível a partir do óleo de mamona. A camada continha mais de 47% de material de base biológica e, devido à natureza dinâmica das ligações moleculares, também demonstrou reparabilidade, soldabilidade, reciclabilidade e facilidade de remoção. Uma amostra demonstrou capacidade de regeneração de arranhões superior a 97% e pôde ser reciclada pelo menos quatro vezes.

Outros estudos recentes mostraram o uso de diversas matérias-primas renováveis para criar revestimentos, dentre elas:

• •  Algas
• •  Cânhamo
• •  Madeira
• •  Amidos
• •  Proteínas

Uma área de pesquisa em revolução acelerada, os polímeros de base biológica oferecem uma excelente oportunidade para os fabricantes de revestimentos desenvolverem produtos mais sustentáveis e avançarem em direção a um futuro mais verde.

Polímeros recicláveis

Os polímeros de base biológica não são a única opção de plásticos renováveis Usar um polímero reciclável é outro caminho para alcançar a sustentabilidade, reduzindo ou eliminando resíduos e aproveitando matérias-primas renováveis em apenas um processo. Os materiais reciclados são uma matéria-prima renovável alternativa por sua circularidade, de forma que o processo de reciclagem deve ser de alto rendimento e sustentável.

Uma maneira de se conseguir isso é desenvolver um revestimento projetado para ser reciclado por remoção e reuso. Os pesquisadores do Centro de Pesquisa Langley da NASA criaram uma técnica de fabricação de micropartículas epóxi revestidas com polímero, que podem ser retornadas como matéria-prima usando altas temperaturas. O material foi projetado para ser aplicado na impressão 3D em missões espaciais de longo alcance, onde matérias-primas renováveis são essenciais, mas tem uma variedade de aplicações terrestres.

Ao desenvolver materiais e revestimentos com circularidade renovável, os fabricantes criarão um ciclo de vida de produto sustentável para o reuso de seus revestimentos. À medida que a química verde se torna cada vez mais importante para os consumidores, a pesquisa de revestimentos deve se concentrar na reciclabilidade das inovações e em como atrair um mercado que tenta se tornar verde.

Dispersões poliméricas em água

Os polímeros são somente uma parte da história no desenvolvimento de revestimentos sustentáveis. Geralmente, os revestimentos tradicionais usam solventes prejudiciais ao meio ambiente e não renováveis como sistema de distribuição e cura. Visando criar um produto sustentável, os fabricantes deverão inovar esses sistemas e os usos de polímeros.

Os revestimentos à base de água oferecem uma opção ambientalmente neutra e renovável, cada vez mais utilizada em tecidos, papeis e tintas. Os monômeros usados para criar um revestimento à base de água - uma dispersão polimérica em água - variam, mas são uma fórmula eficaz para muitos polímeros de base biológica. Isso permite que os fabricantes combinem duas matérias-primas renováveis no mesmo produto e avancem mais um passo em direção à sustentabilidade.

Surfactantes e emulsificantes

Outros ingredientes nas fórmulas de revestimentos, como surfactantes e emulsificantes, também podem ser derivados de matérias-primas renováveis. O amido e a soja podem servir como fontes eficazes de surfactantes sem sabão, e têm emulsificado fórmulas de revestimentos com sucesso. O amido é uma opção de baixo custo, alta disponibilidade e com mínimo impacto ambiental, que o torna uma escolha popular entre os desenvolvedores. Também pode ser enxertado diretamente em polímeros para criar uma polimerização em emulsão sem surfactante.

Quando surfactantes insuficientes são usados sozinhos, os nanocristais de celulose (CNCs) são nanopartículas anfifílicas que podem ser usadas como estabilizadores para emulsões. Extraídos de fontes renováveis de celulose, como polpa de madeira e algodão, os CNCs oferecem outro caminho para os desenvolvedores criarem emulsões estáveis com materiais ecologicamente corretos.

Criação de revestimentos sustentáveis

Projetar e fabricar revestimentos sustentáveis a partir de matérias-primas renováveis exige que os pesquisadores considerem as fontes, os subprodutos e as rotas de resíduos de cada parte das formulações. É necessário avaliar cuidadosamente a sustentabilidade de polímeros, solventes, surfactantes e emulsionantes para criar revestimentos ecológicos. Ao adotar novos materiais, os fabricantes podem criar camadas novas interessantes que atraem consumidores ecologicamente conscientes e contribuem para a química verde do futuro. Saiba mais sobre como os biopolímeros estão reduzindo a pegada de carbono na fabricação e um Relatório de insights com ainda mais detalhes sobre o cenário dos biopolímeros emergentes.