پلاستیک بامبوی جدید که قرار است جایگزین پلاستیک معمولی شود

در بحبوحه بحث وابستگی به نفت برای تولید پلاستیک، تیمی از محققان در چین ماده‌ای انقلابی معرفی کرده‌اند: پلاستیک بامبو با کارایی بالا که نویدبخش کاهش ضایعات و گشودن کاربردهای صنعتی جدید است.

این پیشنهاد صرفاً یک کنجکاوی آزمایشگاهی ساده نیست؛ طبق انتشار آن در مجله Nature Communications، ارائه می‌دهد: عملکرد مکانیکی و حرارتی سطح بالاکنار تجزیه زیستی سریع و بازیافت کارآمد، عوامل کلیدی برای پذیرش واقعی آن در بازار.

چیست و چگونه ساخته می‌شود

توسعه یافته توسط دانشگاه جنگلداری شمال شرقی (هاربین)، این بخش زیست‌ماده‌ای از سلولز بامبوکه با حلال‌های الکلی غیرسمی تا سطح مولکولی حل می‌شود و سپس به یک شبکه متراکم و قوی تبدیل می‌شود.

در طول این فرآیند، دانشمندان اصلاحات شیمیایی کنترل‌شده‌ای را القا می‌کنند که مونتاژ مجدد زنجیره‌ها را تسهیل می‌کند و به ساختاری منظم با ... دست می‌یابد. پیوندهای قوی‌تر و یک ماتریس پلاستیکی پایدار.

این استراتژی «مهندسی مولکولی» به مواد اجازه می‌دهد تا قابلیت پردازش گسترده‌ای را حفظ کنند: با تکنیک‌های صنعتی استاندارد مانند تزریق، قالب‌گیری و ماشینکاری سازگار است..

برخلاف کامپوزیت‌های «بامبو» که مبتنی بر مخلوط کردن الیاف گیاهی با رزین‌های سنتی هستند، این پیشرفت جدید از پلیمرهای مشتق شده از نفت اجتناب کنید و با این حال به مقاومت قابل توجهی دست می‌یابد.

خواص: استحکام و پایداری بالاتر از حد معمول

در آزمایش‌های مقایسه‌ای در برابر بیوپلاستیک‌های رایج، مانند PLA، و در برابر پلاستیک‌های فنی رایج، ماده بامبو نشان داد استحکام کششی ۱۱۰ مگاپاسکال و مدول خمشی ۶.۴۱ گیگاپاسکال.

La پایداری حرارتی بیش از ۱۸۰ درجه سانتیگراد، آستانه‌ای که به آن اجازه می‌دهد در شرایط سختی که سایر پلاستیک‌های زیستی به دلیل تغییر شکل یا از دست دادن عملکرد از کار می‌افتند، عملکرد خوبی داشته باشد.

نتایج همچنین نشان دهنده پاسخ ثابت در آزمایش‌های قالب‌گیری و رفتار ترمومکانیکیپارامترهای حیاتی برای اینکه یک قطعه در همان بار اول در خطوط تولید درست از آب درآید.

این تیم خاطرنشان می‌کند که در میان مجموعه‌ای از معیارهای ارزیابی‌شده، پلاستیک مولکولی بامبو برابر یا پیشی گرفته به بسیاری از پلاستیک‌های تجاری و بیوپلاستیک‌های فعلی.

تجزیه زیستی سریع و بازیافت حلقه بسته

یکی از نقاط تمایز، تخریب آن است: در خاک طبیعی، این ماده ... در حدود ۵۰ روز کاملاً تجزیه می‌شود، بسیار دورتر از ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ سالی که پلاستیک‌های پتروشیمی ممکن است نیاز داشته باشند.

در عین حال، این فرآیند امکانی را فراهم می‌کند بازیافت حلقه بستهپس از بازفرآوری، حدود ۹۰٪ از استحکام اولیه خود را حفظ می‌کند که استفاده مجدد از آن را در کاربردهای فنی تسهیل می‌کند. این ترکیب حلقه بسته و زیست‌تخریب‌پذیری به یک اقتصاد چرخشی واقع‌بینانه‌تر کمک می‌کند. کاهش ضرر مالی بعد از هر نوبت و یک پایان کنترل‌شده از زندگی.

تنظیم پارامترهای پردازش در دماهای پایین به موارد زیر کمک می‌کند: به حداقل رساندن انتشار گازهای گلخانه‌ای مرتبطبدون اینکه کیفیت سطح یا تلرانس‌های ابعادی سختگیرانه کاهش یابد.

کاربردهای بالقوه در صنعت

با توجه به معیارهای مکانیکی و پایداری حرارتی، این بیوپلاستیک جدید می‌تواند وارد ... قالب گیری تزریقی برای قطعاتی که نیاز به استحکام و چقرمگی دارند.

قطعات احتمالی شامل محفظه‌های الکترونیکی، عناصر سازه‌ای سبک، بسته‌بندی قابل استفاده مجدد و برخی از قطعات خودرو یا مبلمان فنی. سازگاری ماشینکاری، دریچه‌ای به سوی پرداخت دقیق و تیراژ کم بدون نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه زیاد در قالب‌ها می‌گشاید.

بر اساس تحلیل فنی-اقتصادی گزارش شده توسط نویسندگان، هزینه های تولید آنها در مقایسه با پلاستیک‌های معمولی و بیوپلاستیک‌هایی که امروزه بر بازار تسلط دارند، رقابتی هستند.

مواد اولیه تجدیدپذیر و در دسترس بودن

بامبو گیاهی است رشد سریعبا چرخه‌های برداشت کوتاه و به آفت‌کش یا کود شیمیایی نیاز نداردکه اثرات جانبی کشاورزی را کاهش می‌دهد.

Su فراوانی در آسیا و آمریکای لاتین، مبنایی برای مدل‌های انعطاف‌پذیر ارائه می‌دهد و فرصت‌های ارزشمند در سطح محلی در اقتصادهای روستایی مرتبط با تولید مثل بامبو.

با اولویت دادن به سلولز غیرخوراکی، این توسعه این امر از رقابت با محصولات زراعی مورد استفاده برای سفره جلوگیری می‌کند و فشار بر جنگل‌ها را کاهش می‌دهد. برای خمیر و کاغذ استفاده می‌شود، و شیوه‌هایی را برای ترویج کاشت بامبو.

در مجموع، این طرح به نفع انتقال از مواد اولیه فسیلی دوری می‌کند و از مدل‌های تولید چرخشی، مطابق با مقررات سختگیرانه‌تر زیست‌محیطی، پشتیبانی می‌کند.

یک گام فنی با اثرات زیست‌محیطی

نویسندگان تأکید می‌کنند که وابستگی به پلاستیک‌های پتروشیمی منجر به بحران زباله شده است، بنابراین نیاز به ... جایگزین‌های با عملکرد بالا و چرخشی که آنها منافع را فدا نکنند.

با شواهد نشان داده شده در آزمایش‌های آزمایشگاهی و فرآیندی، پلاستیک بامبو به عنوان ... در حال ظهور است. کاندیدای ملموس برای کاربردهایی که در حال حاضر ABS، پلی پروپیلن یا پلی استایرن با ضربه بالا ترجیح داده می‌شوند.

توانایی تجزیه سریع در خاک و در عین حال بازیافت کارآمد، خطر تجمع را کاهش می‌دهد میکروپلاستیک‌ها و زباله‌های کلان در محل‌های دفن زباله و اکوسیستم‌ها.

اعتبارسنجی در مقیاس صنعتی و تنظیم فرمولاسیون‌ها برای کاربردهای خاص هنوز باید انجام شود، اما مبانی علمی و فرآیندی از قبل نشان می‌دهد بلوغ کافی تولیدکنندگان را جذب کند.

با توجه به داده‌ها، این ماده زیستی گیاهی، عملکرد فنی، چرخه‌ای بودن و دسترسی به مواد اولیه تجدیدپذیر را با هم ترکیب می‌کند و آن را به ... یک گزینه مناسب برای جایگزینی برخی از پلاستیک‌های مرسوم و به سمت تولید پاک‌تر حرکت کنیم.