废弃食用油在汽车和家居的创新材料中焕发新生

废弃食用油可转化为汽车和建筑领域的创新材料，包括聚氨酯泡沫、能够吸收、 储存及释放热量的相变材料，以及用于工业液压系统的生物润滑剂。

这是比萨大学在MOST可持续交通国家中心框架内协调开展的一项研究得出的结论，该研究由意大利国家复苏与韧性计划资助。 该研究由该校土木与工业工程系的毛里齐娅·塞贾尼（Maurizia Seggiani）领导，是在“第11分支”（Spoke 11）框架下开展的，该项目专注于可持续、创新的材料和轻量化解决方案。

“基本上，我们将这种废弃物——废弃食用油——作为多元醇的前体，”塞贾尼告诉《橄榄油时报》。“多元醇是聚氨酯泡沫的两大主要成分之一，另一种是异氰酸酯。”

她解释说，废弃食用油经过化学处理后可制得多元醇。废弃食用油的混合物主要由甘油三酯组成，其脂肪酸链中含有双键，因此属于不饱和脂肪酸。 这使得利用这些双键将羟基引入脂肪酸链成为可能，随后这些羟基与异氰酸酯反应形成聚氨酯键，从而赋予泡沫其特有的网状结构。

通过添加少量合适的添加剂，包括催化剂、表面活性剂和发泡剂，研究人员创造出了开放细胞结构，赋予聚氨酯泡沫其柔韧性。

“通过这项研究，我们的目标是开发用于汽车行业的柔性泡沫，但我们也可以生产闭孔泡沫，用作建筑行业的隔热板，”塞吉亚尼说道。

废弃食用油还被重新利用于其他领域。特别是，从中提取的多元醇被测试用作生物润滑剂，以替代传统的石油基润滑剂。

“在此研究中，这些多元醇经过了用于验证润滑剂的标准测试，例如流变学和摩擦学分析、 摩擦系数测量以及粘度指数评估，以评估其粘度随温度的变化情况，”塞贾尼表示。 “其中一些多元醇成功通过了测试，因此显示出作为生物润滑剂在室温下进行紧固作业的潜力。 到目前为止，它们专门针对此类应用进行了测试。”

该研究的另一部分与巴里理工大学的玛丽亚·米凯拉·德尔安娜（Maria Michela Dell’Anna）合作进行，重点是通过加氢工艺开发相变材料。

“这些材料在 30 至 35°C 的温度范围内会发生相变，从液体变为固体，再变回液体，”塞吉亚尼说道。 “这使得它们能够被整合到聚氨酯板中，使其能够根据温度变化吸收、储存和释放热量。这些板材可用于车辆，或集成到建筑墙体中。 这是提高能源效率的多种策略之一，可减少室内环境供暖或制冷所需的能源。”

研究中使用的废弃食用油由 Physis Srl 提供，这是一家位于托斯卡纳的公司，从大型零售连锁店和餐饮设施收集废油。 研究期间进行的分析显示，该油的油酸含量约占重量的45%，表明其中含有大量初榨和特级初榨橄榄油。

“我们使用的油是在托斯卡纳收集的，那里特级初榨橄榄油被广泛使用，甚至用于煎炸，”塞吉亚尼指出。“油的混合成分可能会因收集地区的不同而有所差异。”

塞吉亚尼表示，关于使用初榨油（如大豆油和蓖麻油）生产聚氨酯泡沫用多元醇的文献非常丰富。 由于其成分（包括可用于官能团化的双键百分比）是预先已知的，因此可以实现更标准化的生产工艺。

“使用废油混合物会增加额外的复杂性，因为不同批次的油不饱和程度各不相同，每次都需要重新校准添加剂，”她说。 “尽管如此，这仍是一种更可持续的方法，因为使用初榨油会与食品生产和土地利用产生竞争，我们不能将可食用资源转用于生产工业材料。”

塞吉亚尼表示，尽管大型设施已建立有效的回收系统，但尽管存在潜在效益，家庭废油回收系统仍未建立。

“我们采购废弃食用油的供应商 Physis 公司从大型零售连锁店和食堂收集废油，能够保证稳定的供应，”她说。“在意大利乃至整个欧洲，只有极少部分的家庭废弃食用油被回收。 据估计，欧洲每年仅回收0.6至100万吨废弃食用油，而潜在回收量约为400万吨。目前，大部分回收的废弃食用油被用于生产生物柴油。 “我们希望，正如我们的研究展示的那样，开发这种废弃物的替代用途，将有助于鼓励更有效地收集家庭废弃食用油。”

塞吉亚尼强调，该研究的核心价值在于将本应被丢弃的废弃物转化为耐用且高价值的产品，从而带来额外的环境效益。

“在动荡的地缘政治格局中，能源和化学原料的获取日益受到紧张局势和战略依赖性的制约， 投资于化石油的替代品不仅是一种环境选择，更是一种工业和政治选择，”她表示。 “研究必须通过开发互补性解决方案来预见这些变化，从而降低供应链的脆弱性。 在此背景下，利用废弃食用油等本地废弃物，是减少对化石资源依赖的一种可行策略。 将其转化为高价值材料，意味着加强技术自主权、实现资源多样化，并构建更具韧性的生产体系，以应对未来的全球挑战。”

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