Naujasis bambuko plastikas, kuriuo siekiama pakeisti įprastą plastiką

Vykstant diskusijoms apie priklausomybę nuo naftos plastikų gamyboje, Kinijos tyrėjų komanda pristatė revoliucinę medžiagą: aukštos kokybės bambuko plastikas kuri žada sumažinti atliekų kiekį ir atverti naujas pramonines pritaikymo galimybes.

Pasiūlymas nėra paprastas laboratorinis atradimas; remiantis jo publikacija žurnale „Nature Communications“, jis siūlo aukščiausio lygio mechaninės ir šiluminės savybės, šalia pagreitintas biologinis skaidymas ir efektyvus perdirbimas, pagrindiniai veiksniai, lemiantys jo realų pritaikymą rinkoje.

Kas tai yra ir kaip tai gaminama

Sukūrė Šiaurės rytų miškininkystės universitetas (Harbinas), šis biomedžiagų dalis bambuko celiuliozė, kuris netoksiškuose alkoholiniuose tirpikliuose ištirpsta iki molekulinio lygio ir vėliau reorganizuojasi į tankų, stiprų tinklą.

Proceso metu mokslininkai sukelia kontroliuojamas chemines modifikacijas, kurios palengvina grandinių surinkimą, pasiekiant tvarkingą struktūrą su tvirtesnės nuorodos ir stabili plastikinė matrica.

Ši „molekulinės inžinerijos“ strategija leidžia medžiagai išlaikyti platų apdorojamumą: Suderinamas su standartinėmis pramonės technologijomis, tokiomis kaip įpurškimas, liejimas ir mechaninis apdirbimas.

Skirtingai nuo „bambuko“ kompozitų, pagamintų maišant augalinius pluoštus su tradicinėmis dervomis, naujasis kūrinys venkite naftos kilmės polimerų ir vis dėlto pasiekia nepaprastą pasipriešinimą.

Savybės: stiprumas ir stabilumas viršija įprastą

Lyginamuosiuose bandymuose su plačiai paplitusiais bioplastikais, tokiais kaip PLA, ir su įprastais techniniais plastikais, bambuko medžiaga parodė tempiamasis stipris 110 MPa ir lenkimo modulis 6,41 GPa.

La terminis stabilumas viršija 180 °C, riba, leidžianti jam veikti sudėtingomis sąlygomis, kai kiti bioplastikai sugenda dėl deformacijos ar eksploatacinių savybių praradimo.

Rezultatai taip pat atspindi nuoseklų atsaką į testus formuojamumas ir termomechaninis elgesys, gyvybiškai svarbūs parametrai, kad detalė gamybos linijose būtų pagaminta teisingai iš pirmo karto.

Komanda pažymi, kad, vertinant pagal visus įvertintus rodiklius, bambuko molekulinis plastikas prilygo arba pranoko daugeliui šiuo metu komercinių plastikų ir bioplastikų.

Greitas biologinis skaidymas ir uždarojo ciklo perdirbimas

Vienas iš skiriamųjų bruožų yra jos degradacija: natūraliame dirvožemyje medžiaga yra visiškai suyra maždaug per 50 dienų, toli gražu ne 100–1.000 metų, kurių gali prireikti naftos chemijos plastikams.

Tuo pačiu metu, šis procesas leidžia uždarojo ciklo perdirbimasPo perdirbimo jis išlaiko apie 90 % pradinio stiprumo, todėl jį galima pakartotinai naudoti techniniuose pritaikymuose. Šis uždarojo ciklo ir biologinio skaidumo derinys prisideda prie realesnės žiedinės ekonomikos, nes mažiau turto nuostolių po kiekvieno posūkio ir kontroliuojamos gyvenimo pabaigos.

Apdorojimo parametrų reguliavimas žemoje temperatūroje padeda sumažinti susijusius išmetamųjų teršalų kiekius, neprarandant paviršiaus kokybės ar griežtų matmenų tolerancijų.

Galimi pritaikymai pramonėje

Dėl savo mechaninių savybių ir terminio stabilumo naujasis bioplastikas galėtų būti naudojamas... liejimas įpurškimas komponentams, kuriems reikalingas standumas ir tvirtumas.

Galimos dalys apima elektronikos korpusus, lengvus konstrukcinius elementus, daugkartinio naudojimo pakuotės ir tam tikri automobilių ar techninių baldų komponentai. Suderinamumas su mechaniniu apdirbimu atveria duris tiksliam apdailinimui ir nedideliems tiražams, nereikalaujant didelių pradinių investicijų į liejimo formas.

Remiantis autorių pateikta technine-ekonomine analize, gamybos sąnaudos Jie yra konkurencingi, palyginti su įprastais plastikais ir bioplastikais, kurie šiandien dominuoja rinkoje.

Atsinaujinančios žaliavos ir jų prieinamumas

Bambukas yra augalas spartus augimassu trumpais derliaus nuėmimo ciklais ir tuo, kad nereikalauja pesticidų ar trąšų, o tai sumažina šalutinį poveikį žemės ūkiui.

Su Gausa Azijoje ir Lotynų Amerikoje suteikia pagrindą atspariems modeliams ir vertės galimybių vietos lygmeniu kaimo ekonomikoje, susijusiose su bambuko reprodukcija.

Pirmenybę teikiant ne maisto celiuliozei, ši plėtra Tai padeda išvengti konkurencijos su stalui skirtais pasėliais ir sumažina spaudimą miškams. naudojamas celiuliozės ir popieriaus gamyboje, skatinant praktiką, skirtą bambuko sodinimas.

Apskritai schema palanki perėjimas atsisakydama iškastinių žaliavų ir remdama žiedinės gamybos modelius, suderintus su griežtesniais aplinkosaugos reglamentais.

Techninis žingsnis, turintis įtakos aplinkai

Autoriai pabrėžia, kad priklausomybė nuo naftos chemijos plastikų sukėlė atliekų krizę, todėl reikia didelio našumo ir žiedinės alternatyvos kad jie neaukoja naudos.

Remiantis laboratoriniais ir technologiniais bandymais, bambuko plastikas tampa vis populiaresniu. apčiuopiamas kandidatas ten, kur šiuo metu pirmenybė teikiama ABS, polipropilenui arba smūgiams atspariam polistirenui.

Gebėjimas greitai suirti dirvožemyje ir tuo pačiu metu būti efektyviai perdirbtam, sumažina kaupimosi riziką mikroplastikas ir makroatliekos sąvartynuose ir ekosistemose.

Pramoninio masto patvirtinimas ir formulių pritaikymas konkretiems tikslams dar turi būti atlikti, tačiau mokslinis ir procesinis pagrindas jau rodo, kad... pakankama branda pritraukti gamintojus.

Atsižvelgiant į duomenis, ši augalinės kilmės biomedžiaga sujungia technines charakteristikas, žiediškumą ir prieigą prie atsinaujinančių žaliavų, todėl ji patikimas pasirinkimas pakeisti kai kuriuos įprastus plastikinius ir pereiti prie švaresnės gamybos.