Органические материалы - будущее производства пластмасс?

Часть II. Органические наполнители в пластиковой фурнитуре

Могут ли органические материалы стать будущим производства пластика, когда закончится масло? Поскольку пластмассы основаны на нефти, будут ли пластмассы недоступны в будущем? Представьте себе, какое глубокое влияние это окажет на наше общество. Как мы будем производить сотовые телефоны или компьютерные корпуса, или даже нашу одежду, обувь и мебель?

Органические материалы уже давно используются в производстве пластмасс. Первым по-настоящему синтетическим пластиком был бакелит, разработанный в начале 1900-х годов в Нью-Йорке американцем бельгийского происхождения. химик Лео Бэкеланд. Его первое коммерческое использование было в ручке переключения передач для Rolls Royce в 1916 году. Сегодня бакелит обычно называют фенольной смолой. Он сделан путем объединения фенола и альдегида, оба из которых являются органическими соединениями. При приложении давления и тепла происходит полимеризация. Кроме того, бакелит содержит муку из древесной коры и представляет собой термореактивную фенолформальдегидную смолу с превосходными диэлектрическими свойствами. Он использовался в печатных платах из-за его непроводимости и термостойкости. Он также использовался для изготовления самых разных потребительских товаров, включая бильярдные шары, ручки для кастрюль и сковородок, вилки для электронных устройств и ювелирные изделия.

Органические материалы используются в производстве пластмасс как для изготовления основной смолы, так и в качестве наполнителей. Органические наполнители включают муку из ореховой скорлупы, древесную муку, муку из рисовой шелухи, пшеничную шелуху, льняную шелуху, муку из кукурузных початков, куриные перья, пробковую муку, муку из скорлупы моллюсков и многое другое. Добавочные органические наполнители или бионаполнители обычно используются в полимерных композитах для расширения основной смолы. Эти полимеры включают полипропилен, полиэтилен и ПВХ. Органические наполнители имеют ряд преимуществ, таких как низкая плотность, низкая стоимость и простота использования технологического оборудования. Однако натуральные волокна имеют тенденцию к разложению при более высоких температурах, поэтому композиты с этими наполнителями ограничиваются пластиками с низкими температурами плавления. Натуральные волокна в термопластическом композитном материале также имеют тенденцию к снижению ударной вязкости.

В США органические материалы часто используются в качестве наполнителей древесно-пластиковых композитов (WTC) для строительных материалов. Например, компания Composite Technology Resources в Квебеке предлагает такой продукт, состоящий на 60% из рисовой шелухи и на 40% из переработанного полиэтилена высокой плотности. И в США, и в Европе бионаполнители используются в автомобилях, включая внутренние панели, приборные панели и крыши автомобилей. Например, рисовая шелуха с ферм в Арканзасе используется вместо наполнителей на основе талька в полипропилене, используемом в электропроводке грузовика Ford F-150 2014 года. Серия Ford F была самым продаваемым грузовиком в Америке более 35 лет. В Volkswagen Golf 2015 года передний кронштейн, обеспечивающий опору для фар, систему охлаждения двигателя и другие системы помощи водителю, изготовлен на 50% из полипропилена и на 50% из льняного волокна.

Органические соединения также могут использоваться для производства основной смолы. Мы уже рассмотрели органические материалы, из которых состоит бакелит (фенолы). Лигнин - еще один источник биополимеров. Лигнин - это сложный органический полимер, который содержится в тканях растений и деревьев.

Это вещество, придающее стеблям, веткам и стволам форму и форму. Это один из самых распространенных органических полимеров на Земле, уступающий только целлюлозе. Лигнин является побочным продуктом многих промышленных процессов, в том числе целлюлозных заводов, производства биотоплива, а также химического или фармацевтического производства из растительного сырья. Наука о производстве пластмасс из лигнина еще не полностью развита, и во всем мире продолжаются многообещающие исследования, но есть примеры этих биопластиков, которые в настоящее время используются в коммерческих целях. Компания Pure Lignin Biotechnology Ltd. в Канаде продает био-наполнители лигнина, которые могут быть добавлены к полипропилену и полиэтилену, составляя до 20% готового полимера. По данным компании, полученные полимеры демонстрируют улучшенную прочность на разрыв и увеличение модуля упругости при изгибе. CycleWood Solutions, LLC, стартап по программе MBA Университета Арканзаса, продает одноразовые пластиковые пакеты, сделанные из 100% биоразлагаемого и компостируемого термопласта на основе лигнина, называемого Xylomer ^TM. Из него можно сделать чашки, тарелки и пакеты, которые распадаются на перегной примерно за 180 дней.

По мере того, как запасы нефти истощаются, а спрос на биопластики, пригодные для вторичной переработки, мы можем видеть гораздо больше органических материалов в качестве наполнителей и базовых смол в промышленности по производству пластмасс.

Каким вы видите будущее производства пластика? Дайте мне знать в разделе комментариев ниже.

Ищете дополнительную информацию об армированных пластмассах? Загрузите наше бесплатное руководство по высокопрочным пластмассам .