Производство биопластиков

Актуальная статья про производство биопластиков, набирающих с каждым годом все большую популярность во всех сферах промышленности.

Производство биопластиков

Биопластики – это разновидность пластмассы, которую получают из возрождаемых источников биоматерии: растительных масел и жиров, крахмала или же микробиоматерии. Биопластики можно изготавливать из вторичных сельскохозяйственных продуктов или из побочного полимерного материала, с использованием микроорганизмов. Простые пластики, в основном, получают из газа и нефти, но их изготовление требует использования огромного количества ископаемого топлива, а объем парниковых газов, являющихся побочным эффектов их производства, значительно выше, нежели при производстве биопластиков.

Интересно, что некоторые виды биопластиков относятся к биоразлагаемым, что и делает их привлекательным для всего человечества. С каждым годом объем их использования только растет. Их уже используют для изготовления биоразлагаемой посуды, детских игрушек, упаковок и упаковочных материалов, медицинской промышленности, электронной, а также как сырье для полимерной зD-печати. К примеру, компания Apple недавно сообщила, что будет использовать в своем производстве биопластики.

Биопластмассы могут включать в себя различные элементы: крахмалы, целлюлозы, биополимеры и многие другие.

Биопластик из крахмала + видео получения

Термопластичный крахмал на сегодняшний день очень популярен. Обычный крахмальный биопластик можно произвести даже в домашних условиях. Чистый крахмал имеет свойство абсорбировать влагу. Следовательно, он отлично подходит для того, чтобы производить медицинские препараты (лекарственные капсулы). Роль пластификаторов при этом играют сорбит, а также глицерин. Характеристики термопластичного крахмала могут проходить регулировку соотношением данных добавок и приспособить сырье к тому, чтобы его можно было применять  в конкретных целях.

Крахмальные биопластики  довольно-таки часто смешивают с биоразлагаемыми полиэстерами. Яркими примерами являются смеси крахмал/PCL и крахмал/Ecoflex (продукт фирмы BASF). Такие смеси, как правило, биоразлагаемы, и их используют постоянно в промышленности. Остальные компании, такие как Roquette, создали свой продукт – смеси крахмал — полиолефин. Такие соединения материалов не подлежат разложению, но их углеродный след намного меньше, нежели след от пластмассы из нефти, которые применяются в тех же самых приложениях.

Как получить пластик из кукурузы:

Биопластик из целлюлозы

Целюлозные биопластики являют собою эстеры целлюлозы, сюда также входит ацетат целлюлозы, нитроцеллюлозы и все, что от них просиходит, к примеру, целлулоид.

Некоторые алифатические полиэстеры

Как правило, это полигидроксиалканоаты (PHA) или подобные вещества PHB, PHV и PHH. Полигидроксиалканоат – это представитель вида линейных полиэстеров, которые в природи появляются во время процесса бактериального брожения липидов и сахаров. Полигидроксиалканоаты появляються в следствии взаимодействия  бактерий для того чтобы сохранить углерода. В индустриальных масштабах полиэстер экстрагируется и проходит очистку от бактерий через оптимизацию объемов брожения. В РНА-группе находится практически несколько сотен различных мономеров с исключительно разными особенностями. Такой вид биопластиков широко применяются в медицинской сфере.

Полигидроксибутират (PHB) может производиться только некоторыми бактериями, которые имеют свойство перерабатывать глюкозу, крахмал из кукурузы или сточные воды. Характеристики, свойственные полигидроксибутирату, можно наблюдать и в строении полипропилена (РР). Производство биопластика PHB с каждым годом идет вверх. Сахарная индустрия в Южной Америке, к примеру, приняла решение расширить изготовление PHB до масштабов промышленности. Полагается, что РНВ можно будет переработать в невидимую пленку, а температура плавления при этом составит более 130°С. РНВ разлагается микроорганизмами без остатка.

Игрушка из биопластика
Детская игрушка из биопластика, полученного из кукурузы и сахарного тростника / Фото Кампания производителя на Кикстартере

Полилактид (PLA, от en. Polylactic acid – полимолочная кислота) – представляет собой биоразлагаемый и биоактивный термопластичный алифатический полиэфир, получаемый из таких возобновляемых ресурсов как кукурузный крахмал, корни кассавы, крахмал и сахарный тростник. В 2010 году PLA заняла второе место по объему потребления из всех биопластиков в мире. Его характеристики во многом схожи со свойствами массовых нефтехимических пластмасс (например, PET, PS или PE). Из PLA и смесей PLA изготавливают различные пленки, контейнеры, бутылки, волокна и стаканчики. Активно используется в 3D-печати.

Цветы в PLA-пленке
Цветы, упакованые в PLA-пленку

Самым крупным производителем L-PLA в мире является американская компания Nature Works (140 000 тонн/год). Также PLA производится компанией в Японии компаниями Toyota, Hitachi, в США DuPont, в Бельгии Galactic, Hisun Biomaterials (Китай), а основным производителем L,D-PLA является голландская компания PURAC. В России и странах СНГ в основном вся биоразлагаемая посуда и упаковка импортируется из других стран.

Типовой технологический процесс производства биопластика PLA предполагает, что при полимеризации лактонов используются металлосодержащие катализаторы, которые являются опасными для здоровья и окружающей среды.

В 2015 году в России было налажено производство медицинского высокочистого PLA на мощностях АО «ВНИИСВ».

Отдельные полиамиды

Биопластик «Полиамид 11» (PA 11), торговое название которого Rilsan B, изготовляется фирмой Arkema из восстанавливаемого источника, которым является касторовое масло.  PA 11 – один из полимеров, который относится к виду технических и не разлагается. Его характеристики очень похожи к свойствам PA 12, получаемого из «черного золота». Из PA 11 изготовляют автомобильные топливные и пневматические трубки, электрокабели, газовые и нефтяные гибкие трубы, обувь для спорта, электронные компоненты и катетеры. Компания DSM является производителем похожего биопластика «Полиамид 410» (PA 410), а его торговое название EcoPaXX, а основную часть (70%) первичного сырья составляет касторовое масло.

Биовозобновляемый полиэтилен

Этилен – это мономер полиэтилена, который возможно получить из этанола, получаемого вследствие брожения сельскохозяйственного материала. Например, это может быть кукуруза или же схарный тростник.

Биовосстановляемый полиэтилен как в химическом так и в физическом плане идентичен обычному полиэтилену, он не разлагается, и поэтому может во второй раз быть переработан. При производстве этого биопластика в атмосферу выбрасывается гораздо меньше парниковых газов. Компания из Бразилии Braskem, которая является крупнейшим изготовителем термопластов и на территории Америки и биополимеров в мире, считает, что методика производства полиэтилена из сахарного тростника убирает из окружающей среды 2.15 тонны CO2 на одну тонну обычного полиэтилена.


Читайте также

Комментарии и отзывы

Оставьте первый комментарий!

avatar