Isolamento de espuma de poliuretano à base de lignina ultrarresistente e termorreequilibrável com resistência ao fogo ativa-passiva

Resumo: Isolantes térmicos de espuma são indispensáveis para a engenharia de economia de energia predominante, no entanto, seu uso generalizado traz problemas como insustentabilidade, "poluição branca" e riscos de incêndio. O surgimento de espumas à base de biocompostos é muito apreciado, mas os métodos de fabricação são economicamente pouco atraentes e/ou as propriedades do produto são inferiores, tornando sua implementação em larga escala inviável. Neste trabalho, uma espuma composta de poliuretano contendo fosfato (LPU-G) é construída a partir de lignina natural e flocos de grafite expandido por meio de uma estratégia escalável e de um único recipiente sob pressão atmosférica. A LPU-G otimizada exibe uma força mecânica excepcional, capaz de suportar mais de 6000 vezes seu peso sem deformação significativa. Além disso, a LPU-G demonstra a multifuncionalidade desejada em lidar com circunstâncias extremas, incluindo isolamento térmico tolerante à umidade, excelente barreira de vapor d'água e resistência a chamas de ≈1200 °C sem ignição. Com base no micro-mecanismo de "expansão-condutividade", a LPU-G é o primeiro material de espuma construído como um sistema de alarme de incêndio sensível com um tempo de alarme ultra-longo (>1800 s). Surpreendentemente, a LPU-G pode ser rapidamente reciclada em compósitos em massa recicláveis para uma segunda vida por meio de processos de termomolde simples enraizados no comportamento multidinâmico dos fosfatos, carbamatos e ligações de hidrogênio. A LPU-G de fácil escalabilidade representa uma nova geração de isolantes térmicos que abordam questões relacionadas à insustentabilidade, alto custo, risco de incêndio e propriedades mecânicas inferiores.