Биополимери с дълготрайно приложение

март 29, 2013, 09:58  

Биополимери за принадлежности с дълготрайно приложение

bio

Първоначално биопластмасите бяха създадени за определени приложения като опаковки и др./с недълготрайно и неотговорно приложение/.Основното им предимство беше,че не биха могли да останат дълго в околната среда,тъй като се разграждат и се превръщат в компост/тор/.Но сега специалистите по смесване/композиции /на биополимери подобряват свойствата им /подсилват ги/ с оглед изработка на детайли с дълготрайно приложeние.Нови типове композиции са предназначени за изделия за  автомобилната промишленост,електрониката и строителството.За да се преодолее присъщата на повечето биополимери трошливост,ниска топлоустойчивост и ограничена преработваемост,те се сплавяват с обикновени полимери и се усилват с удароустойчиви модификатори,усилващи влакна и нанодобавки.

През 2007г.Европейската асоциация за биопластмаси в Берлин предвиди,че през същата година приложението на биополимири за устойчиви изделия ще нарастне до 12% от световното потребление на биопластмаси и до 40% през 2011г,въпреки че до преди година почти не е имало устойчиви биополимери на пазара.

Атракцията на устойчивите биополимери е “възстановим въглерод”,вместо “изкопаем въглерод”/от вкаменелости/ и вероятно намалена консумация на енергия и намалена емисия на парников газ/въглероден двуокис/ при производството им,въпреки че това трудно може да се измери.Друга сериозна мотивация /и затова логично много от новоразработените биополимери идват от Азия/ е да се отговори на директивата на Японското правителство към 2020г. 20%  от употребяваните в Япония пластмаси да са биоразграждащи се.Тази директива отваря път на частично биоразграждащите се полимери-сплави или смеси от био- и нефтохимични материали,които заедно намаляват общата” въглеродна следа”  и подобряват свойствата на биоматериалите.

Новите устойчиви биоматериали,обсъждани тук,  включват такива на основа полимлечна киселина/РLA/,полихидроксиалканоати/PHAs/ ,такива като PHBV и промишлено нишесте.Някои от разработените най-напред материали на основа тези биополимери са вече търговски продукти и някои напредничави преработватели ги пробват.

Разбира се има и установени конструкционни полимери,които напоследък възприеха/заимстваха/ етикета “био” като найлон 610 и 11,които са на основа рициново масло.Също нарастващ брой от съществуващите полимери за трайни стоки -PEBA и кополиестера ТРЕs,ТРUs и даже PMMA/полиметилметакрилат/се произвеждат от възстановими суровини.Но всички тези утвърдени материали не са във фокуса на внимание в тази статия.

Сплавяне,модифициране

Повечето устойчиви биополимери,които са на пазара днес са на основа PLA,чиито доставка към момента е трудна,така че количествата нови сплави са  все още ограничени.PLA се смесва с полимери от нефтохимичен произход като РС/поликарбонати/,РР/полипропилен/,ABS/стиролни кополимери/,HIPS/удароустойчив полистирол/,PET/полиестер/ и PMMAполипропилен/,добавят се пълнители,влакна и добавки за потискане на разграждането,подобряване на термоустойчивостта,намаляване на трошливостта и скоростта на кристализация.

Смесването с ABS  например намалява трошливостта.АBS  се смесва лесно с  PLA,като се получава двуфазна смес,която е ннепрозрачна.Смесването на PLA с полиетилен и кополимери също намалява трошливостта.Смесите с полиолефини са непрозрачни,а тези с PMMA са прозрачни.

PLA се смесва също с други биополимери като PHBV/полихидроксибутират валерат/ или др. полимери от този тип,които имат свойства,подобни на нискомолекулен ABS и могат да намаллят трошливостта.PHBV също подобрява термоустойчивостта на полимерите от типа PLA,но сместта губи прозрачност и ако се съди по свреденията,е по-трудна за преработка.

PHBV e налична в пилотни количества от Tianan Biologic Material C0. в Китай.Търговска инсталация с капацитет около 10000т./год. ще бъде пусната в действие в началото на 2010г.Друг полимер от типа PHA с търговско наименование Mirel се предлага в развойни количества от Telles,Lowell,Масачузетс,дъщерна фирма на Archer Daniels Midland и Metabolix.Първата търговска инсталация за Mirel/около 50000т./год./ се очаква да бъде пусната в производство през второто тримесечие.

Добавките също са от значение за подобряване на биополимерите с оглед приложение за трайни изделияТалка като зародишообразуващ агент ускорява кристаллизацията на PLA и намалява в известна степен цикъла при леене.Калциевия сулфат/дехидратиран гипс/подобрява термоустойчивостта.Много фини частици /0,05 микрона/ силициева киселина  подобряват здравината при запазване на прозрачността.Усилването на PLA с мрежа от карбонови нишки от омрежен полимер увеличава топлопроводността при употреба в електрониката      За   специален фино утаен калциев карбонат от Specialty Minerals,наречен EM force Bio се съобщава,че намалява чупливостта на PLA.При напълване с 30% от този материал в PLA се съобщава за постигнато десетократно увеличение на устойчивостта на удар и падане на еластичността.

Не всички са на мнение,че полимерите от типа PLA могат да бъдат направени  дълготрайни. ПРоизводителят на биополимерни композиции Cereplast употребява PLA само за разграждащи се смеси и предпочита индустриално ниша устойчиви биокомпозиции.”PLA с неговата чудесна прозрачност не би трябвало да се употребява за производство на непрозрачни трайни изделия,а само за биоразграждащи се” казва президента на Cereplast Frederic Scheer.”А и пазара за устойчиви изделия е в размер на милиони тонове.Просто няма как да има достатъчно PLA за посрещане на тези нужди за десетилетия напред.”

Доставчиците на PLA увеличават мощностите с цел поне да се доближат до тези нужди.Nature Works,самостоятелен доставчик на широка гама продукти,e разширила предприятието си в Blair,Небраска от около 70 на около 140 хил.т./год. тази година.Hisun в Китай произвежда около 5хил.т./год.,а в Европа бяха обявени две нови предприятия,чиито строеж още не е започнал.

______________________

Оставете коментар

Изкажете мнението си...
Ако желаете снимка, вземете си от Граватар!