چگونه می توان از 5-هیدروکسی متیلفرفورال (HMF) به عنوان یک سکو شیمیایی در تولید مواد شیمیایی تجدید پذیر یا پلیمرهای مبتنی بر زیستی استفاده کرد؟

5-هیدروکسی متیلفرفورال (HMF) نقش محوری را به عنوان پیشرو در سوخت ها و مواد شیمیایی مبتنی بر زیستی بازی می کند. این می تواند برای تولید 2،5-dimethylfuran (DMF) هیدروژنه شود ، یک جایگزین امیدوار کننده سوخت تجدید پذیر برای بنزین. DMF به دلیل چگالی انرژی بالا و خصوصیات احتراق عالی شناخته شده است و آن را به عنوان کاندیدای ایده آل برای استفاده در موتورهای احتراق داخلی تبدیل می کند. HMF را می توان بیشتر به اسید لوولینیک تبدیل کرد ، که یک واسطه مهم در تولید پلیمرهای مبتنی بر زیستی ، پلاستیک سازها ، حلال ها و حتی مواد شیمیایی کشاورزی است. این تحولات مسیری را برای جایگزینی مواد شیمیایی و سوخت های مشتق از نفت با گزینه های تجدید پذیر ارائه می دهد ، بنابراین به سبز شدن صنعت شیمیایی و کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی کمک می کند.

یکی از مهمترین کاربردهای HMF در سنتز پلیمرهای مبتنی بر زیستی ، به ویژه از طریق تبدیل آن به اسید 2،5-furandicarboxylic (FDCA) است. FDCA یک مونومر کلیدی است که در تولید پلی اتیلن مبتنی بر بیوآلو (PEF) مورد استفاده قرار می گیرد ، که می تواند به عنوان یک جایگزین پایدار برای پلی اتیلن تفاتالات (PET) باشد ، که معمولاً در بسته بندی مواد ، منسوجات و بطری ها استفاده می شود. PEF از خواص مکانیکی برتر ، از جمله مقاومت بهتر سد در برابر گازها (مانند اکسیژن و دی اکسید کربن) و مایعات برخوردار است و آن را به یک ماده ایده آل برای بسته بندی محصولات که نیاز به افزایش ماندگاری دارند ، تبدیل می کند. PEF تخریب پذیر است و می تواند بازیافت شود و به کاهش زباله های پلاستیکی و پیشبرد اصول اقتصاد دایره ای کمک می کند. پیش بینی می شود تجاری سازی موفقیت آمیز PEF و سایر پلیمرهای مبتنی بر FDCA با ارائه گزینه ای پایدار در مقایسه با پلاستیک های سنتی نفتی ، صنایع بسته بندی و پلاستیک را تغییر دهد.

HMF همچنین می تواند به حلالهای مبتنی بر زیستی تبدیل شود ، که به طور فزاینده ای در انواع بخش های صنعتی از جمله رنگ ها ، پوشش ها ، محصولات تمیز کننده و فرمولاسیون دارویی مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال ، اترهای مبتنی بر HMF می توانند تولید شوند ، که به عنوان جایگزینی پایدار برای حلال های سنتی پتروشیمی عمل می کنند. این حلالها نه تنها تجدید پذیر هستند بلکه در حالی که در مقایسه با همتایان مشتق از نفت خود کمتر سمی و بی ثبات هستند ، دارای خاصیت حرمت عالی هستند. استفاده از حلالهای مشتق از HMF به تولید کنندگان این امکان را می دهد تا اعتماد خود را به مواد شیمیایی مضر کاهش دهند ، بنابراین باعث بهبود ایمنی کارگران و کاهش تأثیر محیط زیست فرآیندهای صنعتی می شوند.

HMF می تواند انواع مختلفی از تحولات کاتالیزوری را برای تولید ترکیبات معطر با ارزش بالا مانند فرفورال ، آلدهیدهای معطر و اسیدهای معطر ایجاد کند. این ترکیبات بلوک های اصلی ساختمانی برای طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی از جمله ساخت پلاستیک ، رزین ، طعم دهنده و عطرها هستند. به عنوان مثال ، از Furfural در تولید الکل فرفرال و الکل فرفوریل استفاده می شود ، که هر دو در ساخت رزین های موجود برای ریخته گری ها و چسب ها و همچنین در صنعت شیمیایی به عنوان حلال و واسطه استفاده می شوند. توانایی سنتز این ترکیبات معطر ارزشمند از HMF به ایجاد یک زنجیره تأمین پایدار برای مواد شیمیایی که به طور سنتی از منابع غیر تجدید پذیر حاصل می شوند ، کمک می کند.

از آنجا که 5-هیدروکسی متیل فرفورال (HMF) از زیست توده تولید می شود ، ذاتاً یک مسیر خنثی کربن برای تولید مواد شیمیایی و مواد ارائه می دهد ، زیرا کربن آزاد شده در هنگام تبدیل آن به مواد شیمیایی یا سوخت ها توسط کربن جذب شده توسط زیست توده در طول رشد آن جبران می شود. این باعث می شود HMF به یک مؤلفه مهم در انتقال به اقتصاد کم کربن تبدیل شود. با استفاده از منابع زیست توده ، تولید HMF و مشتقات آن به کاهش ردپای کربن فرآیندهای صنعتی ، به ویژه در صنایعی مانند مواد شیمیایی ، پلاستیک و سوخت کمک می کند. HMF می تواند در مدلهای اقتصاد دایره ای ادغام شود ، جایی که زیست توده به طور مداوم بازیافت می شود و به محصولات با ارزش تبدیل می شود و نیاز به مواد باکره و به حداقل رساندن زباله را کاهش می دهد .