Geleneksel plastiğin yerini almayı hedefleyen yeni bambu plastik

Plastik üretiminde petrol bağımlılığına ilişkin tartışmalar sürerken, Çin'deki bir araştırma ekibi, oyunun kurallarını değiştiren bir malzemeyi tanıttı: yüksek performanslı bambu plastik Atıkları azaltmayı ve yeni endüstriyel uygulamalara kapı açmayı vaat ediyor.

Öneri basit bir laboratuvar merakı olarak gelmiyor; Nature Communications'daki yayına göre, şunları sunuyor: en üst düzey mekanik ve termal performans, yanında hızlandırılmış biyolojik bozunma ve verimli geri dönüşüm, pazarda gerçek anlamda benimsenmesinin temel faktörleridir.

Nedir ve nasıl yapılır?

Kuzeydoğu Ormancılık Üniversitesi tarafından geliştirildi (Harbin), bu biyomalzeme parçası bambu selülozu, toksik olmayan alkollü çözücülerle moleküler düzeye kadar çözülür ve daha sonra yoğun, güçlü bir ağ halinde yeniden düzenlenir.

Bu süreçte bilim insanları, zincirlerin yeniden bir araya gelmesini kolaylaştıran kontrollü kimyasal modifikasyonlar yaparak düzenli bir yapı elde ederler. daha sağlam bağlantılar ve kararlı bir plastik matris.

Bu "moleküler mühendislik" stratejisi, malzemenin geniş işlenebilirliğini korumasına olanak tanır: Enjeksiyon, kalıplama ve işleme gibi standart endüstriyel tekniklerle uyumludur.

Geleneksel reçinelerle bitki liflerinin karıştırılmasına dayanan "bambu" kompozitlerin aksine, yeni geliştirme petrol türevi polimerlerden kaçının ve yine de dikkate değer bir direnç gösteriyor.

Özellikler: normalin üzerinde güç ve stabilite

Yaygın olarak kullanılan PLA gibi biyoplastiklere ve yaygın olarak kullanılan teknik plastiklere karşı yapılan karşılaştırmalı testlerde, bambu malzemesinin 110 MPa çekme dayanımı ve 6,41 GPa'lık bir eğilme modülüne sahiptir.

La termal kararlılık 180 °C'yi aşıyorsa, Diğer biyoplastiklerin deformasyon veya performans kaybı nedeniyle başarısız olduğu zorlu koşullar altında performans göstermesini sağlayan bir eşik.

Sonuçlar ayrıca testlerde tutarlı bir yanıtı da yansıtıyor kalıplanabilirlik ve termomekanik davranış, bir parçanın üretim hatlarında ilk seferde doğru sonuç vermesi için hayati önem taşıyan parametrelerdir.

Ekip, değerlendirilen metrik kümesinde bambu moleküler plastiğinin eşit veya üstün Günümüzde çok sayıda ticari plastik ve biyoplastik.

Hızlı biyolojik bozunma ve kapalı devre geri dönüşüm

Ayırt edici noktalardan biri de bozunmasıdır: doğal toprakta malzeme yaklaşık 50 günde tamamen ayrışır, petrokimyasal plastiklerin gerektirebileceği 100 ila 1.000 yıldan çok uzak.

Aynı zamanda, süreç bir kapalı devre geri dönüşüm: Yeniden işlendikten sonra, ilk mukavemetinin yaklaşık %90'ını korur ve bu da teknik uygulamalarda yeniden kullanılmasını kolaylaştırır. Kapalı devre ve biyolojik olarak parçalanabilirliğin bu birleşimi, daha gerçekçi bir döngüsel ekonomiye katkıda bulunur ve daha az mal kaybı her dönüşten sonra ve kontrollü bir yaşam sonu.

Düşük sıcaklıklarda işleme parametrelerinin ayarlanması, ilişkili emisyonları en aza indirmek, yüzey kalitesinden veya sıkı boyut toleranslarından ödün vermeden.

Endüstrideki potansiyel uygulamalar

Mekanik ölçütleri ve termal kararlılığı nedeniyle yeni biyoplastik, enjeksiyon kalıplama sertlik ve dayanıklılık gerektiren bileşenler için.

Olası parçalar arasında elektronik muhafazalar, hafif yapısal elemanlar yer alır. yeniden kullanılabilir ambalaj ve bazı otomotiv veya teknik mobilya bileşenleri. İşleme uyumluluğu, kalıplara büyük başlangıç ​​yatırımları gerektirmeden hassas sonlandırma ve kısa tirajlara kapı açar.

Yazarların bildirdiği teknik-ekonomik analize göre, üretim maliyeti Günümüzde pazara hakim olan konvansiyonel plastikler ve biyoplastiklerle karşılaştırıldığında rekabetçidirler.

Yenilenebilir hammadde ve bulunabilirliği

Bambu bir bitkidir hızlı büyüme, kısa hasat döngüleri ve pestisit veya gübre gerektirmezBu da tarımsal yan etkileri azaltır.

Su Asya ve Latin Amerika'daki bolluk, dayanıklı modeller için bir temel sunuyor ve kırsal ekonomilerde yerel düzeyde değer fırsatları bambu üretimi.

Gıda dışı selüloza öncelik verilerek bu gelişme Sofralık ürünlerle rekabeti önler, ormanlar üzerindeki baskıyı azaltır. kağıt hamuru ve kağıt için kullanılan, uygulamaları teşvik eden bambu ekimi.

Genel olarak, plan şu şekildedir: geçiş Fosil hammaddelerden uzak, daha sıkı çevre düzenlemeleriyle uyumlu dairesel üretim modellerini destekliyor.

Çevresel etkisi olan teknik bir adım

Yazarlar, petrokimyasal plastiklere olan bağımlılığın bir atık krizine yol açtığını ve bu nedenle bir atık yönetimine ihtiyaç duyulduğunu vurguluyor. yüksek performanslı ve dairesel alternatifler menfaatlerden fedakarlık etmemeleri.

Laboratuvar ve proses testlerinde gösterilen kanıtlarla bambu plastiği ortaya çıkıyor somut aday ABS, polipropilen veya yüksek darbeye dayanıklı polistirenin şu anda tercih edildiği uygulamalar için.

Toprakta hızla parçalanabilme ve aynı zamanda verimli bir şekilde geri dönüştürülebilme yeteneği, birikme riskini azaltır mikroplastikler ve makro atıklar çöplüklerde ve ekosistemlerde.

Belirli kullanımlar için formülasyonların endüstriyel ölçekte doğrulanması ve ayarlanması henüz yapılmadı, ancak bilimsel ve süreç temeli zaten gösteriyor ki yeterli olgunluk Üreticileri çekmek için.

Verilere göre, bu bitki bazlı biyomalzeme teknik performansı, daireselliği ve yenilenebilir ham maddelere erişimi bir araya getirerek, geleneksel plastiklerin bir kısmını değiştirmek için sağlam bir seçenek ve temiz üretime doğru ilerleyeceğiz.