Могут ли органические материалы двинуть следующее поколение пластиков?

Часть II: Органические наполнители в пластиковой фурнитуре

Могут ли органические материалы стать будущим производства пластиков, когда нефть иссякнет? Поскольку пластики нефтепродуктные, что произойдет, когда запасы нефти истощатся? Представьте глубокое влияние на повседневные продукты — мобильные телефоны, компьютеры, одежду, обувь, мебель. Ответ может кроться в органической химии.

Органические добавки питали пластики более столетия. Первый по-настоящему синтетический полимер, бакелит, был создан Лео Байкеландом в 1912 году и впервые использован в ручке коробки передач Rolls-Royce в 1916 году. Бакелит, теперь называемый фенолформальдегидной смолой, получается полимеризацией фенола и формальдегида — обоих органических соединений. Он по-прежнему ценится за диэлектрическую прочность и теплостойкость, применяясь в печатных платах, ручках посуды, электрических вилках и даже ювелирных изделиях.

Органические наполнители — мука из ореховых скорлуп, древесные щепки, рисовые шелухи, пшеничная 겨, льняные шелухи, мука из кукурузных качанов, куриное перо, пробка, моллюсковые раковины и др. — регулярно смешивают в термопласты, такие как полипропилен, полиэтилен и PVC. Они предлагают низкую плотность, низкую стоимость и минимальную нагрузку на переработку. Однако природные волокна могут деградировать при высоких температурах, ограничивая их применение пластиками с низкой температурой плавления, и могут снижать ударную прочность.

В США древесно-пластиковые композиты (WPC) часто комбинируют 60% рисовых шелух с 40% переработанного полиэтилена высокой плотности для строительных панелей. За океаном бионаполнители появляются в автомобильных интерьерах: электрические жгуты Ford F-150 2014 года заменяют тальк арканзасскими рисовыми шелухами, а Volkswagen Golf 2015 года использует 50/50 смесь полипропилена и льняного волокна для переднего несущего элемента.

Лигнин, сложный полимер, придающий жесткость растениям, является вторым по распространенности органическим полимером после целлюлозы. Побочные продукты целлюлозно-бумажных фабрик, биотопливных заводов и других биопроцессов, лигнин — привлекательный кандидат для биопластиков. Pure Lignin Biotechnology Ltd. продает лигниновые бионаполнители, способные заменить до 20% полипропилена или полиэтилена, повышая растяжную прочность и модуль упругости на изгиб. CycleWood Solutions, LLC, стартап из Арканзасского университета, производит Xylomer™ — 100% биоразлагаемый, компостируемый термопласт, распадающийся в гумус примерно за 180 дней, пригодный для стаканчиков, тарелок и пакетов.

По мере истощения нефтяных запасов и роста спроса на перерабатываемые биопластики отрасль готова принять органические материалы как наполнители, так и как базовые смолы.

Как вы видите будущее производства пластиков? Делитесь мыслями в комментариях ниже.

Ищете больше информации об армированных пластиках? Скачайте наш бесплатный Гид по высокопрочным пластикам.