Materiais de base biológica para adesivos e selantes: a revolução da sustentabilidade chegou

Promover a bioeconomia requer novas tecnologias que ultrapassem os limites do desempenho de base biológica.

Até 2050, as Nações Unidas esperam que a população global atinja aproximadamente 9,5 mil milhões de pessoas. As expectativas são de que milhões de pessoas saiam da pobreza, aumentando os padrões de vida e impulsionando a procura de produtos químicos. No entanto, este crescimento também obriga os governos e as empresas a responder às necessidades da população em termos de alimentação, habitação, infra-estruturas e mobilidade num mundo com recursos limitados. Isto significa que os fabricantes de produtos químicos devem oferecer produtos mais seguros e sustentáveis, com menos impacto ambiental, ao mesmo tempo que proporcionam um desempenho equivalente ou superior em comparação com produtos à base de combustíveis fósseis.

A procura ampliada por sustentabilidade cria oportunidades para a indústria de adesivos fornecer produtos do futuro. Isto inclui materiais renováveis ​​e de origem responsável que permitem ainda mais a bioeconomia e enfrentam desafios globais como as alterações climáticas. Os produtos químicos do pinho, por exemplo, são sustentáveis ​​do ponto de vista material, ao mesmo tempo que são adquiridos e processados ​​de forma responsável ao longo de toda a cadeia de valor.

As empresas químicas oferecem agentes pegajosos provenientes de pinheiros, que muitas vezes são cultivados em florestas geridas de forma responsável e colhidos para a indústria madeireira e de papel. Através de uma cadeia de custódia, a indústria papeleira controla a origem dos pinheiros. Ao converter pinheiros em papel ou papelão, a seiva (chamada crude tall oil, ou CTO) deve ser removida para permitir a conversão em pasta de papel.

Da fábrica de celulose, o CTO é transportado para uma biorrefinaria, onde inicia o processo de produção em diversos produtos de base biológica. Em vez de desperdiçar esse fluxo secundário, os fornecedores convertem o CTO em materiais de valor agregado que podem ser usados ​​em muitas aplicações.

Ao contrário de outros produtos de base renovável, como a soja ou a palma, as florestas de pinheiros não competem com as terras necessárias para a produção de alimentos, nem necessitam de novas terras agrícolas. Isto leva a uma pegada de carbono significativamente menor para muitos dos produtos de base biológica resultantes.

Depois de entrar na biorrefinaria, o CTO é refinado e atualizado em diferentes frações, como ácido graxo de óleo de resina, breu de óleo de resina, óleo de resina destilada e piche. A partir daí, essas frações podem ser atualizadas em uma ampla gama de produtos químicos de base biológica que constituem os blocos de construção em diversas aplicações, como ésteres de colofônia para adesivos termofusíveis ou adesivos sensíveis à pressão.

Elevando o padrão de desempenho para materiais de base biológica

Durante anos, a indústria química ofereceu à indústria adesiva agentes pegajosos feitos a partir de combustíveis fósseis e fontes de base biológica, como ésteres de colofónia. A popularidade dos ésteres de colofónia tem aumentado porque a sua polaridade e compatibilidade com polímeros permitem uma excelente adesão específica a uma ampla gama de substratos.

Em princípio, os ésteres de colofónia são mais complexos do que os seus homólogos de hidrocarbonetos, uma vez que apresentam um maior grau de funcionalidade. Isso pode tornar as etapas de purificação mais complexas, com diferentes processamentos integrados necessários para otimizar o rendimento, a qualidade e a consistência do produto.

Como os ésteres de colofónia são um produto de base natural, existem alguns desafios na estabilização do material. A procura do mercado por materiais mais leves e estáveis ​​está a aumentar como resultado da percepção geral de que cores mais claras reflectem melhor qualidade do produto. Tradicionalmente, essas características são mais facilmente alcançadas com produtos à base de hidrocarbonetos.

Embora várias tecnologias permitam a produção de ésteres de colofónia com elevada estabilidade oxidativa, ainda existem deficiências em relação à cor da resina. Algumas iterações foram feitas ao longo dos anos, mas a química básica não mudou significativamente. Entretanto, existe uma necessidade de a química do éster de colofónia permitir a produção económica de produtos com cor melhorada e estabilidade oxidativa. Uma das descobertas mais recentes é a tecnologia de ésteres de colofônia* que é possibilitada por uma nova classe de catalisador, permitindo a produção de ésteres de colofônia quase brancos como água.

Essa tecnologia permite a produção de éster de colofônia com redução de até 1,8 G na cor pura combinada com estabilidade oxidativa. Ambos os benefícios são parâmetros críticos exigidos em vários setores, como adesivos e sinalização rodoviária. A capacidade de atender a esses requisitos de desempenho impulsionará ainda mais a demanda por soluções sustentáveis.

As avaliações iniciais do ciclo de vida indicam que – do início ao fim – os novos ésteres de colofónia produzidos a partir desta tecnologia produzem menos de metade das emissões de dióxido de carbono da alternativa de hidrocarbonetos. Esta redução substancial na pegada de carbono atrai os fabricantes que procuram reduzir o impacto ambiental.

Elevando o desempenho

Com uma procura crescente de sustentabilidade em toda a cadeia de valor e tecnologia avançada que permite maiores vantagens em materiais de base biológica, a necessidade de soluções sustentáveis ​​só está a crescer. A pressão dos governos, dos clientes e dos consumidores exige que os produtores de adesivos continuem a elevar o desempenho e, ao mesmo tempo, a reduzir o impacto ambiental. As empresas que tomarem as medidas necessárias desde o início e fizerem a transição para materiais de base biológica estarão bem posicionadas para satisfazer a procura do mercado – agora e no futuro.