Инноваторы спешат найти экологичный полимер

Инновации в области полимеров, отрасль материаловедения, сыграли важную роль в разработке многих продуктов и технологий, которые мы используем каждый день. Однако недавние глобальные усилия по защите окружающей среды привлекли внимание к полимерным материалам или пластикам.

Частично в результате такого пристального внимания в последние годы в области науки о полимерах ведется значительная работа. Новаторы реагируют на негативные сообщения в СМИ о пластиковых отходах и упаковке и сосредоточены на поиске решений.

Большая часть инновационной деятельности на сегодняшний день сосредоточена на альтернативных методах повторного использования и переработки, и во всем мире реализуется ряд интересных исследовательских проектов, стремящихся облегчить часть бремени пластиковых отходов. Среди этих проектов студенты Массачусетского технологического института в США изучают последствия воздействия небольших количеств гамма-излучения на мелкие пластиковые хлопья перед их измельчением и смешиванием с бетоном. Этот процесс помогает сделать бетон более долговечным и в то же время обеспечивает альтернативное использование отходов, которые в противном случае оказались бы на свалке.

Действительно, многие альтернативные варианты использования отходов полимеров основаны на полезных характеристиках пластмасс – их легком весе, прочности и жесткости. Во многих случаях эти характеристики можно улучшить; что позволяет создавать индивидуальные материалы с широким спектром потенциального применения.

Примером этого является растущая популярность древесно-пластиковых композитов (ДПК), которые изготавливаются из смеси древесного волокна и термопластов, включая полиэтилен и поливинилхлорид. Эти материалы широко используются для таких целей, как настилы, перила, ограждения и скамейки, и являются экологически безопасными, поскольку могут быть изготовлены из переработанного пластика. Хотя биоразлагаемость является важным фактором, ДПК, срок службы которого подходит к концу, может быть переработан в новые материалы, избегая необходимости полной его утилизации.

Производство полимеров уже давно неразрывно связано с промышленностью нефти и ископаемого топлива. При перегонке сырой нефти образуются различные побочные продукты, которые часто попадают в пластмассовые материалы. С экологической точки зрения этот процесс не является устойчивым: он основан на использовании быстро истощающегося ископаемого топлива, приводит к выбросам углекислого газа в окружающую среду, а конечный продукт трудно переработать.

В попытке найти решение этой проблемы инновации в сфере полимерных материалов начинают фокусироваться на биопластмассах. Эти продукты изготовлены из ферментированных крахмалов, содержащихся в таких материалах, как кожура бананов или ядра арахиса.

Одним из примеров такого биопластика является Флореон, специально разработанное соединение, которое добавляется к стандартному биопластику – полимолочной кислоте, чтобы создать материал, имеющий устойчивое происхождение и широкий спектр вариантов окончания срока службы. Биопластичная полимолочная кислота производится с использованием возобновляемых культур, таких как кукуруза, корни тапиоки, крахмал или сахарный тростник. К этому добавляется полностью разлагаемая и компостируемая полиэфирная смесь для получения экологически чистого пластика, который можно использовать для производства бутылок для напитков и тому подобного.

Разработчики Floreon защитили свои инвестиции в исследования и разработки, подав патентные заявки, которые включают в себя претензии, связанные со смесью материалов, такими изделиями, как бутылки, изготовленные из этого соединения, и конкретными методами производства или обработки полимеров с использованием Floreon, например, литьем под давлением. На сегодняшний день патенты, связанные с этой технологией, выданы в Европе, Австралии, Китае и Канаде.

В отличие от некоторых видов биопластика, которые подлежат компостированию и биоразложению, биопластики, входящие в комплект поставки, подлежат полной вторичной переработке. Это означает, что вместо необходимости использования специализированных предприятий по переработке пластмассы можно полностью интегрировать в обычные потоки переработки, что потребует меньших инвестиций в предприятия по переработке отходов.