Os revestimentos são usados em toda parte, desde a impermeabilização até a decoração. No entanto, são produzidos a partir de plásticos não renováveis, que muitas vezes não são recicláveis e se degradam, causando poluição por microplásticos. Com o recente impulso em direção a uma maior sustentabilidade e ao uso de recursos renováveis, designers e fabricantes de revestimentos estão buscando formas de utilizar matérias-primas renováveis em seus produtos.
Os polímeros são apenas parte da história. Os revestimentos geralmente são desenvolvidos com solventes e produtos químicos perigosos ao meio ambiente para criar a textura e as emulsões necessárias. Os pesquisadores também precisam eliminar esses impactos ambientais mais ocultos para desenvolver revestimentos totalmente sustentáveis.
Com materiais não renováveis e ambientalmente prejudiciais como padrão na indústria de revestimentos, como os inovadores podem começar a incorporar materiais renováveis no design de seus produtos?
Polímeros de base biológica
Os polímeros são a base da maioria dos revestimentos, mas são tradicionalmente derivados de materiais não renováveis, como o petróleo. Os polímeros de base biológica são uma alternativa sustentável. Eles são criados a partir de matérias-primas renováveis de origem vegetal ou animal e incluem avanços no uso de óleos vegetais como matéria-prima para produzir poliuretano (PU).
O PU derivado de óleo vegetal é uma alternativa ecológica ao PU de petróleo tradicional, mantendo as mesmas propriedades desejáveis. A disponibilidade fácil, o baixo custo e a maior sustentabilidade do PU de base biológica o tornam uma escolha popular na indústria de revestimentos. Os PUs de base biológica podem ser projetados para incorporar outras tecnologias ecologicamente corretas, incluindo propriedades sem solventes ou com cura UV, para reduzir ainda mais o impacto ambiental.
Um artigo de pesquisa de 2022 demonstrou como o óleo de mamona pode ser usado como matéria-prima de base biológica para criar um revestimento de alto desempenho. Usando ligações dinâmicas de ureia impedida, os autores derivaram um PU de cura UV hidrofóbico, reparável, reciclável e removível a partir do óleo de mamona. A camada continha mais de 47 por cento de material de base biológica e, devido à natureza dinâmica das ligações moleculares, também exibiu capacidade de reparo, soldabilidade, reciclabilidade e removibilidade. Uma amostra demonstrou uma capacidade de autocura de riscos superior a 97 por cento e pôde ser reciclada pelo menos quatro vezes.
Outros estudos recentes mostraram o uso de várias matérias-primas renováveis para criar revestimentos, incluindo:
- • Algas
- • Cânhamo
- • Madeira
- • Amidos
- • Proteínas
Como uma área de pesquisa em rápida evolução, os polímeros de base biológica oferecem uma oportunidade empolgante 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 para plásticos renováveis. Usar um polímero reciclável é outro caminho para alcançar a sustentabilidade, reduzindo ou eliminando o desperdício e aproveitando matérias-primas renováveis dentro de um único processo. Materiais reciclados são uma matéria-prima renovável alternativa devido à sua circularidade, portanto, o processo de reciclagem deve ser de alto rendimento e sustentável.
Uma maneira de alcançar isso é desenvolvendo um revestimento projetado para ser reciclado por meio de remoção e reutilização. No Langley Research Centre da NASA, pesquisadores criaram uma técnica de fabricação para micropartículas de epóxi revestidas com polímero, que podem retornar à condição de matéria-prima usando altas temperaturas. O material foi projetado para aplicações de impressão 3D em missões espaciais de longa distância, onde matérias-primas renováveis seriam essenciais, mas possui uma gama de aplicações terrestres.
Ao desenvolver materiais e revestimentos com circularidade renovável, os fabricantes podem criar um ciclo de vida de produto sustentável para a reutilização de seus revestimentos. À medida que a química verde se torna cada vez mais importante para os consumidores, a pesquisa em revestimentos deve focar na reciclabilidade das inovações e em como atrair um mercado que busca se tornar mais ecológico.
Dispersões poliméricas à base de água
Os polímeros são apenas parte da história ao desenvolver um revestimento sustentável. Revestimentos tradicionais frequentemente utilizam solventes prejudiciais ao meio ambiente e não renováveis como sistema de aplicação e cura. Fabricantes que buscam criar um produto sustentável precisam inovar nesses sistemas e no uso de seus polímeros.
Revestimentos à base de água oferecem uma opção ambientalmente neutra e renovável, cada vez mais utilizada em têxteis, papel e tintas. Os monômeros usados para criar um revestimento à base de água — uma dispersão polimérica aquosa — 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 um passo a mais em direção à sustentabilidade.
Surfactantes e emulsificantes
Outros ingredientes em fórmulas de revestimentos, como surfactantes e emulsificantes, também podem ser derivados de matérias-primas renováveis. Amido e soja podem servir como fontes eficazes de surfactantes livres de sabão e têm emulsificado com sucesso fórmulas de revestimentos. O amido é uma opção de baixo custo, alta disponibilidade e impacto ambiental mínimo, tornando-se uma escolha popular entre os desenvolvedores. Ele também pode ser enxertado diretamente em polímeros para criar polimerização em emulsão sem surfactantes.
Quando surfactantes insuficientes são usados sozinhos, 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 conscientes.
Criando revestimentos sustentáveis
Projetar e fabricar revestimentos sustentáveis a partir de matérias-primas renováveis exige que os pesquisadores considerem as fontes, subprodutos e rotas de resíduos de cada parte de suas formulações. Uma avaliação cuidadosa da sustentabilidade de polímeros, solventes, surfactantes e emulsificantes é necessária para criar revestimentos ecologicamente corretos. Ao adotar novos materiais, os fabricantes podem criar novas camadas atraentes para consumidores conscientes e contribuir para a química verde do futuro. Saiba mais sobre como os biopolímeros estão reduzindo a pegada de carbono da fabricação e veja um Relatório de Insights ainda mais detalhado sobre o cenário dos biopolímeros emergentes.
