Жидкое дерево: устойчивая биоразлагаемая термопластиковая альтернатива

Жидкое дерево (liquid wood) — прочный термопластик из смеси лигнина и натуральных волокон под названием Arboform®. Часто называют экологичной альтернативой нефтяным пластикам: нетоксичен, биоразлагаем, не истощает и не зависит от невозобновляемого нефтяного ресурса. До изобретения жидкого дерева биопластики не подходили для бытового использования из-за высокого содержания серы, но низкая сера Arboform® делает его безопасным даже для игрушек.

Состав Arboform®

Arboform® образуется из лигнина и натуральных волокон (лен, конопля) и добавок (воск). После компоновки смесь нагревают или ставят под высокое давление для обработки и формовки деталей. Лигнин — химическое соединение, побочный продукт целлюлозно-бумажной промышленности, в избытке получаемый из древесины. Второе по распространенности натуральное полимер после целлюлозы, полимерная структура делает его очень прочным и подходящим заменой пластику.

История разработки

Команда Норберта Айзенрайха в Фраунхоферовском институте химической технологии (Германия) в середине 1990-х начала искать альтернативы пластику и создала жидкое дерево. Пластик прочен, формовочен, пригоден для массового производства, но имеет недостатки: зависимость от нефти, загрязнение при производстве, рост цен. Фталаты и тяжелые металлы в пластике вызывают опасения за здоровье. Жидкое дерево из обильного ресурса, формовочно, массово производимо, биоразлагаемо, нетоксично.

Решение проблем водостойкости и серы

Институт столкнулся с проблемой: сделать материал водонепроницаемым и низкосернистым. Решили заменой сероводородного разделения на гидролиз под высоким давлением. Для использования лигнина его нужно отделить от других волокон древесины, традиционно делают с серой. Процесс гидролиза использует только высокое давление, воду и высокую температуру для получения водонепроницаемого лигнина. Это снизило серу на 90% и дало продукт, не деградирующий от воды или слюны.

Коммерциализация и применение

После создания Arboform® компания Tecnaro (Германия) доработала его для формовки и производства. Создали пластикообразные гранулы, которые под высоким давлением выдавливают через сопло для сложных форм. Из жидкого дерева делали часы, автодетали, ручки, акустические коробки, рождественские наборы. Готовое может выглядеть как обычный пластик или полированное дерево. Жидкое дерево успешно перерабатывается без изменения химического состава или утилизируется как древесина.