Экологи сосредоточили внимание на «токсичном» пластике

Клэр Голдсберри | 29 марта 2021 г.

Несколько лет назад Университет Миннесоты (UMN) получил патент США на высокопрочные пластики на основе лигнина (20140254, доктор Симо Сарканен), новое поколение лигниновых пластиков, которые характеризуются «очень высоким содержанием лигнина и демонстрируют сопоставимые… или даже превосходящие — свойства по сравнению с обычными ПММА (полиметилметакрилатом) и полистиролом (ПС). Эти инновационные полимерные материалы содержат не менее 80% лигнина и преимущественно состоят из метилированного или неметилированного сульфоната лигнина», — заявили в UMN.

В то время пластикам на основе лигнина не хватало удовлетворительных механических свойств, а предыдущие процессы ограничивали количество лигнина, которое можно было включить, поскольку они демонстрировали значительную деградацию с содержанием лигнина более 35–40%. Пластмассы и полимерные материалы с высоким содержанием лигнина показали многообещающую прочность на разрыв в рецептурах с содержанием лигнина от 85 до 100%.

Эти пластмассы не только были прочнее современных полимеров на основе лигнина в то время, но и добавляли ценность биоперерабатывающей и целлюлозной промышленности, которая производила лигнин в качестве побочного продукта и чаще всего сжигала его ради получения топливной ценности. UMN заявил, что эта технология «открывает путь к реализации значительной коммерческой ценности лигнина в форме нового возобновляемого пластика».

В 2018 году Институт исследований природных ресурсов (NRRI) UMN объявил о выделении Министерством сельского хозяйства США гранта в размере 3 миллионов долларов США для инициативы NRRI по производству изделий из древесины и биоэкономики, чтобы раскрыть потенциал лигнина как ценного возобновляемого биопластика. Цель заключалась в разработке запатентованного процесса разделения соединений клеточной стенки дерева — целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина — для производства пластика, который может заменить популярный акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС). Лигнин будет перерабатываться в смолу ABL (акрилонитрил-бутадиен-лигнин) стоимостью около 1,20 доллара за фунт и будет напрямую конкурировать с ABS.

NRRI заявил, что институт начнет разработку композитного сайдинга из быстрорастущих гибридных пород деревьев Миннесоты. В течение трех лет планировалось получить достаточное количество смолы на основе лигнина, чтобы продемонстрировать ее свойства. Затем планировалось выйти на автомобильный рынок и многое другое.

Производство пластмасс из дерева сейчас становится трендом, чему способствует желание создать биоразлагаемый пластик, обладающий механической прочностью пластиков на основе ископаемого топлива. Каждую неделю я получаю все больше пресс-релизов о компаниях, которые обращаются к альтернативам пластику из древесины и растений. На прошлой неделе новостная организация Forest.fi, продвигающая лесной сектор Финляндии, опубликовала новость о проекте по замене пенополистирола и пузырчатой ​​пленки изделиями из древесины. «Проект основан на биомиметике — области, которая имитирует природные явления», — сказал профессор Микко Алава в пресс-релизе Университета Аалто. «Мы используем искусственный интеллект для разработки пены со свойствами, аналогичными древесине, такими как прочность, гибкость и устойчивость к нагреву».

Исследователи стремятся оптимизировать свойства пены — смеси лигнина, древесного волокна и лапонита (наноглины), которую можно перерабатывать в ударо- и термостойкую пену и использовать вместо пластика. Лигнин, как поясняется в сообщении, представляет собой «соединение, связывающее древесные волокна. В виде высушенной пены он твердый, водостойкий и даже проводит электричество».

Этот же метод, по мнению исследователей, «может быть использован для приготовления пены из порошкообразной моркови, брусники, клюквы или свеклы, а затем ее можно перерабатывать в чипсы, напоминающие картофельные чипсы», — сказал исследователь Юха Кивисто.

PulPac, PA Consulting и Seismic Solutions недавно объявили, что эти компании объединили усилия, чтобы заменить одноразовые пластмассы новой «устойчивой, доступной технологией сухого формованного волокна». PulPac «стал пионером в технологии формования целлюлозы (древесной массы), позволяющей клиентам заменить одноразовые пластмассы экологически безопасной и конкурентоспособной альтернативой во всем мире».