11 Сентября 2017

Массовое производство биоразлагаемого пластика.




Йики Янг и его коллеги обнаружили, что повышение температуры биопластиковых волокон до нескольких сотен градусов по Фаренгейту, а затем медленно позволяющее им охладиться, значительно улучшило обычную устойчивость к воздействию тепла и влаги в биопластике.

Его термический подход также позволил команде обойти растворители и другие дорогостоящие, трудоемкие методы, которые обычно необходимы для производства биопластика, говорится в исследовании.

Янг сказал, что этот подход может позволить производителям кукурузного пластика, непрерывно производить биоразлагаемый материал по шкале, которая, по крайней мере, подходит для пластмассы на основе нефти, промышленного стандарта. Недавние исследования показывают, что около 90% пластмассы в мире поступает в невостребованном виде. «Эта технология делает возможным (промышленное) производство коммерциализируемых пластиков на основе биоматериалов», - сообщают авторы.

Подход использует полимолочную кислоту или полилактид, компонент биоразлагаемого пластика, который можно ферментировать из кукурузного крахмала, сахарного тростника и других растений. Хотя большинство пластмасс изготовлены из нефти, полилактид стал более экологичной альтернативой.

Однако восприимчивость полилактида к теплу и влаге, особенно во время производственного процесса, ограничила его использование в текстильных и других отраслях промышленности. В поисках путей решения этой проблемы исследователи давно обнаружили, что смеси молекул полилактида с зеркальным отображением - обычно называемые «L» и «D» - могут давать более сильные молекулярные взаимодействия и лучшую производительность, чем использование только L или D по отдельности.

Но был еще один фактор. Убедить разумную долю молекул L и D для постоянного спаривания сложно, часто заставляя исследователей придумывать дорогостоящие и сложные схемы скрещивания. Некоторые из наиболее распространенных случаев включают использование растворителей или других химических веществ, удаление которых может привести к проблемам окружающей среды. «Проблема в том, что люди не могли найти способ заставить его работать, чтобы вы могли использовать его в больших масштабах. Люди используют растворители или другие добавки, но это плохо для непрерывного производства.», - сказал Янг. «Мы не хотим растворять полимеры, а затем пытаться испарить растворители, а затем думать о повторном использовании их. Это слишком дорого и нереально».

Янг и его коллеги решили продолжить другой подход. После смешивания гранул полилактида L и D и их формования в волокна, команда быстро нагревала их до 400 градусов по Фаренгейту.

По словам Янга, текстильная промышленность ежегодно производит около 100 миллионов тонн волокон, что означает, что приемлемая зеленая альтернатива производству нефти может окупиться как в экологическом, так и в финансовом плане. «Таким образом, мы использовали дешевый способ, который можно применяться непрерывно, что является большой частью уравнения», - сказал Янг. «Вы должны иметь возможность делать это непрерывно, чтобы иметь крупномасштабное производство. Это важные факторы».

Хотя команда продемонстрировала непрерывное производство в меньших масштабах в лаборатории Янга, он сказал, что скоро будет расширяться, чтобы еще раз продемонстрировать, как этот подход может быть интегрирован в существующие промышленные процессы.