Biobaserede erstatninger til fossilt brændstofplast

BPA er en organisk forbindelse fremstillet af fossile brændstoffer. Det industrielle kemikalie er blevet brugt til at fremstille plast og harpiks siden 1950'erne, og produkter lavet med det er billige at lave, klar, fleksibel og stærk. BPA kan findes i en række forskellige produkter, inklusive vandflasker, opbevaringscontainere og sportsudstyr. Det er også meget udbredt i foringen af ​​mad- og drikkevaredåser og i salgskvitteringspapir. Det er et af de mest almindeligt syntetiserede kemikalier i dag med mere end seks millioner tons skabt i 2018 alene.

Imidlertid, undersøgelser siden 2008 har vist, at BPA efterligner østrogen i kroppen og har en negativ indvirkning på vores endokrine systemer. Nogle forhandlere har trukket produkter fremstillet med BPA tilbage, og søgningen efter BPA-fri plast har ført til forskning langs lignende alternativer såsom bisphenol S og bisphenol F. Men sikkerheden af ​​disse andre fossile brændstoffer alternativer er stadig ukendt.

Dean Webster, professor og formand for belægninger og polymere materialer; Mukund Sibi, University Distinguished Professor i kemi og biokemi; og NDSU kemi og biokemi doktorgradskandidat Catherine Sutton har for nylig offentliggjort forskning i biobaserede alternativer til bisphenol-A (BPA) i American Chemical Society's Bæredygtig kemi og teknik tidsskrift. Forskningen har titlen "Novel Biobased Furanic Diols as Potential Alternatives to BPA:Synthesis and Endocrine Activity Screening."

NDSU-teamet satte sig for at skabe BPA-alternativer, der var afledt af biomasseråvarer versus fossile brændstoffer. De skabte en række nye dioler (byggesten i organisk kemi) fra let tilgængeligt råmateriale hydroxymethylfurfural (HMF). HMF er en organisk forbindelse dannet ved dehydrering af visse sukkerarter. Det findes naturligt, når sukkerholdige råvarer opvarmes, og der sker karamellisering. Det forekommer naturligt i kaffe, tørret frugt og honning samt biprodukter som højfruktose majssirup.

Analyse af de nye dioler for endokrin aktivitet og cytotoksicitet blev udført, og tre HMF-baserede dioler blev identificeret på grund af deres mangel på negativ indflydelse på endokrin aktivitet. Disse potentielle erstatninger for BPA bliver nu vurderet i NDSU-laboratorierne for deres anvendelser i belægninger og polymerer.

"Disse dioler har et højt potentiale som udgangsmateriale for en række polymere materialer, " sagde Sutton. "Vi er optimistiske, når vi bevæger os fremad med polymerisationer ved hjælp af vores biomasse-afledte dioler." Ved at finde naturlige dioler, der ikke havde de samme negative biologiske reaktioner som BPA, holdets forskning er unik.

"At finde erstatninger for bisphenol-A er en stor sag i disse dage, " sagde Sibi. "Vi har lavet nye sikrere dioler, der oprindeligt er blevet vurderet for deres biologiske aktivitet, hvilket virkelig adskiller vores arbejde fra andre på området. Vi mener, at vi har et alternativ til BPA, der er sikkert og ikke er afhængigt af fossile brændstoffer, hvilket er en ekstra fordel." Finansiering blev leveret af ND Center of Research Excellence (CORE) Biobased Materials Science and Technology (BiMAT) og støttet gennem naturalier og økonomiske bidrag fra AkzoNobel. Projektet blev også støttet af ND EPSCoR Center for bæredygtig materialevidenskab.