Bio-based and biodegradable superabsorbent polymers based on citric acid and polyols
| Promotie: | J. Chen |
| Wanneer: | 17 december 2024 |
| Aanvang: | 09:00 |
| Promotors: | P. (Patrizio) Raffa, Prof, C.E. (Cor) Koning, F. (Francesco) Picchioni, Prof |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Nieuwe methode milieuvriendelijke superabsorberende polymeren
Superabsorberende polymeren (SAPs) kunnen uitstekend water vasthouden, waardoor ze waardevol zijn voor uiteenlopende toepassingen, van persoonlijke hygiëneproducten tot landbouwtoepassingen. Traditionele SAPs op acrylbasis dragen echter aanzienlijk bij aan milieuvervuiling vanwege hun slechte biologische afbreekbaarheid, wat leidt tot blijvende microplastics in het ecosysteem.
Jingying Chen onderzocht de ontwikkeling van nieuwe biologisch afbreekbare SAPs die citroenzuur (CA) en biogebaseerde polyalcoholen als monomeren gebruiken, gericht op het combineren van een hoge waterabsorptiecapaciteit met verbeterde biologische afbreekbaarheid. Chen bestudeerde de reactiemechanismen van CA met verschillende alcoholen door middel van modelreacties en simulaties, waarbij de betrokken veresteringsprocessen worden verduidelijkt.
Chen synthetiseert drie series van op CA gebaseerde SAPs via stapsgewijze polymerisatie en crosslinking, met variërende prestaties op basis van verschillende monomeren en tegenionen. De bevindingen geven aan dat op CA/glycerol gebaseerde SAPs een maximale absorptiecapaciteit van 24 g water/g SAP bereikten, wat een bevredigende biologische afbreekbaarheid aantoont. Verdere modificaties met sorbitol en wijnsteenzuur produceerden SAPs met verbeterde eigenschappen, die een absorptiecapaciteit tot 32 g water/g SAP bereikten. Bovendien onderzocht Chen de invloed van de grootte van het tegenion op de SAP-prestaties, waaruit blijkt dat kalium-geneutraliseerde SAPs de hoogste waterabsorptiecapaciteit vertoonden.
Over het geheel genomen presenteert dit werk een nieuwe, milieuvriendelijke benadering voor het produceren van biologisch afbreekbare SAPs met veelbelovende absorptiecapaciteiten, waarmee de weg wordt vrijgemaakt voor duurzame alternatieven voor traditionele niet-afbreekbare polymeren.
Jingying Chen voerde zijn onderzoek uit bij het Engineering and Technology institute Groningen (ENTEG), afdeling Producttechnologie, met financiering van het Chinese Scholarship Council. Hij vervolgt zijn loopbaan als researcher bij Donghua university.