Furfuraaliin pohjautuvat 2,2'-bifuraanit: Synteesi ja soveltaminen polymeereissä

Väitöstyössä tutkittiin uudenlaisia furfuraalipohjaisia biomuoveja. Furfuraali on yksinkertainen kasvien biomassasta valmistettava uusiutuva kemikaali, jota tuotetaan teollisessa mittakaavassa. Tutkimuksessa havaittiin, että siihen pohjautuvilla uusilla biomuoveilla oli useita parantuneita ominaisuuksia verrattuna perinteisiin uusiutumattomiin muovimateriaaleihin.

Uusiutuvien korkean suorituskyvyn muoviaineiden kehitys on merkittävä haaste, joka edellyttää soveltuvien lähtöaineiden tunnistamista ja tutkimista. Tämän tutkimuksen keskiössä olivat furfuraaliin pohjautuvat nk. bifuraani-yhdisteet. Niiden valmistusta varten kehitettiin uusi palladiumilla katalysoitu kytkentäreaktiomenetelmä. Bifuraani-yhdisteistä valmistetuista materiaaleista löydettiin tutkimuksissa mielenkiintoisia ominaisuuksia, kuten voimakas UV-valon suodatus ja pienentynyt happikaasun läpäisevyys. Monilta muilta osin näiden materiaalien todettiin muistuttavan paljon nykyään käytössä olevia vastineitaan.

Vaikka furfuraali on pitkään tunnettu uusiutuva raaka-aine, nyt saadut tulokset osoittavat, että uudenlaisilla jalostusreiteillä siitä on mahdollista valmistaa korkean suorituskyvyn biomuoveja. Nämä puolestaan voivat ominaisuuksillaan haastaa perinteiset fossiilisiin raaka-aineisiin pohjautuvat muovit. Esimerkiksi nyt tutkituilla bifuraani-materiaaleilla havaitut parantuneet ominaisuudet voivat olla hyödyllisiä kehittyneissä ja uusiutuvissa pakkausmateriaaleissa.