Ekoa TP: лигниновый термопластичный композит, превосходящий дерево по устойчивости

CW писал о Lingrove и ее продуктах Ekoa много раз, но это были термореактивные препреги и панели с льняным волокном и био-эпоксидной смолой. Компания теперь запустила Ekoa TP, используя лигниновый термопластик для промышленного масштаба быстрой обработки и перерабатываемости в структурном композите, который дает вид и ощущение дерева, но с гораздо лучшей устойчивостью.

Лучше дерева

Дерево — это структурный композит природы, сильный и легкий материал, состоящий из целлюлозного волокна, скрепленного лигнином, природным полимером. В терминах удельной прочности и жесткости дерево приближается к композитам и металлам, и остается материалом выбора для мебели, домов и интерьеров. Однако его устойчивость становится все более проблемой:

• 87% старосростных лесов исчезли.
• Вырубка лесов — одна из крупнейших экологических проблем мира, и не только в развивающихся странах — Швеция, Финляндия и Португалия входят в топ-10 стран с наибольшей потерей деревьев в 2000–2012 гг.
• Оценка: вырубка лесов отвечает за ≈20% выбросов парниковых газов.

Деревьям требуется 25–100 лет для роста и денсификации в структурный материал. Лен растет за 100 дней, не требует орошения и CO2-негативен. Канада выращивает 1 млн тонн льна в год для семян и выбрасывает стебли. Но Lingrove планирует использовать эти стебли, работая с уже индустриализированной глобальной цепочкой поставок, производящей высокопрочные легкие непрерывные натуральные волокна. Lingrove затем смешивает эти натуральные волокна с био-базированной смолой на основе лигнина из непродовольственных источников и перерабатываемой. Результат — Ekoa TP.

Новые композиты, новые применения

Ekoa TP — это рулонное полуфабрикат с непрерывным волокнистым усилением термопластика. После раскроя и укладки в форме оно становится структурным композитным материалом, легко прессоваемым в 3D-формы. Раковина ниже была сделана для одной из крупнейших компаний по интерьерам в мире. «Мы пытаемся расширить преимущества композитов за пределы их исторических применений», — говорит основатель Lingrove Джо Луттвак.

Луттвак познакомился с композитами, работая в дизайне для Ferrari. Затем он основал Blackbird Guitar, создавая прекрасные инструменты с легкостью и производительностью углеродного волокна, но видом и звуком дерева. Эти материалы также обеспечивали лучшую устойчивость к влажности и температуре и больше не подталкивали к $50 млрд черному рынку браконьерских ценных пород дерева, таких как палисандр и махагон.

За годы разработки и совершенствования этой био-базированной композитной технологии Луттвак создал Lingrove для расширения применений Ekoa. Этого он достиг, как показано в примерах выше, но затем столкнулся с проблемой масштабируемости. «Мы видели, как термопластики предлагают быструю обработку и также более легкую перерабатываемость», — отмечает Луттвак. «Производители интерьеров и мебели хотят материалы, обрабатываемые в промышленном масштабе как пластики, но потребители хотят вид и ощущение дерева, а также продукты, помогающие предотвратить разрушение планеты, а не способствовать ему. Ekoa TP предлагает оба».

Lingrove имеет письмо намерений (LOI) и продолжает разработку с Steelcase (Гранд-Рапидс, штат Мичиган, США), крупнейшей компанией по коммерческим интерьерам в мире. «Мы также продаем пилотные партии нескольким крупнейшим мебельным компаниям и в автомобильные интерьеры», — добавляет Луттвак. В конечном счете Lingrove предложит продукты для $150 млрд строительного рынка. «Композиты только выходят сюда, но 37% глобальных выбросов CO2 приходится на жилое и коммерческое строительство. Это рынок, где мы можем изменить ситуацию, предоставляя желаемую производительность и эстетику».

Продукты и масштабирование производства

Помимо непрерывных рулонов (сотни футов) консолидированного листа, Ekoa TP также будет продаваться как структурные панели с разнообразием ядерных материалов, от концевино-бальзовой и пенообразных ядер, уже широко используемых в композитах, до материалов, более знакомых в строительстве и интерьерах, таких как полиуретановая пена и картонные соты. Lingrove также работает с новыми ядрами.

Компания запатентовала свою технологию производства структурных панелей и материалов из натурального волокна и развивает производственную мощность непрерывного листа, нацеливаясь на начальное производство 5000 футов/день к концу 2018 года и масштабирование до 10 000 футов/день в 2019 году.

«Композиты должны делать свою часть не только в улегчении», — говорит Луттвак. «Пришло время смотреть на материалы, снижающие не только отходы, транспортировку и затраты жизненного цикла, но также адресующие энергопотребление, выбросы и стимул для разрушительных глобальных трендов вроде вырубки лесов». По мере роста мирового населения и отклика строительной отрасли с прогнозируемым удвоением размера, композиты Ekoa TP представляют реальную возможность.