Биопластики – экологически чистые (как минимум невредные) материалы из полимеров, получаемых из биологического возобновляемого сырья: бамбук, тростник и другая древесная целлюлоза, хлопок, а также полимолочная кислота, крахмалы, фруктоза, растительные и животные белки и жиры. Биопластик в отличие от пластмассы не требует для производства условное токсичных материалов, получаемых в результате нефтепереработки, и получение биопластиков обходится меньшими энергетическими затратами. Пластмассы и биопластмассы – универсальные материалы, без которых невозможно представить основные сферы деятельности человека, включая спорт и медицину. Поэтому производство полимеров будет только расти, и требовать все больше сырья и ресурсов. Один из плюсов биопластиков в сравнении с синтетическими полимерами – это их пластичность, возможность переплавлять и использовать повторно в ходе нескольких циклов: в полном согласии с трендом вторичных ресурсов.
Основные этапы производства биопластика: получение сырья, синтез и модификация полимеров, и в завершении процесса – отливка и формовка при низком или высоком давлении, в зависимости от назначения и необходимых качество изделий. Условно виды биопластиков можно разделить по их базовому материалу:
- Из целлюлозы и тростника получаются самые прочные и водостойкие биопластики с низкой проницаемостью для воздуха и газа, по свойствам близкие к полиэтилену.
- Картофельный крахмал – востребованное сырье для биопластиков; изделия очень пластичны, в тепле легко деформируются.
- Белковые биопластики – чувствительны к воде и влаге, очень дороги, незаменимы в современной медицине.
- На базе растительных и животных жиров получаются биопластики, по свойствам аналогичные к полученным из продуктов нефтепереработки.
- Полимолочная кислота придает биопластику термостойкость, изделия не пропускают воздух.
- Полигидроксиалканоаты (Сложные полиэфиры, синтезируемые многими микроорганизмами) – сырье для биоразлагаемых, абсолютно нетоксичных, нерастворимых в воде биопластиков.
Биопластики в строительстве
Биопластики в строительстве применяются еще недостаточно широко. Другое название – жидкая древесины. Биопласт – проверенный и востребованный материал для электоустановок: плюсы – срок службы 25-30 лет, уникальные свойства, стойкость к износу, коррозии, химическая инертность и др.
Из биопластиков дизайнеры создают авторскую мебель, очень дорогую, поразительно прочную и долговечную. Подобные изделия обладают свойством десятками лет хранить первозданный вид, не боятся ни воды, ни бытовой химии, ни микрофлоры: идеальная меблировка для интерьеров в стиле биотек, ретро, минимализм.
Биопластики – полноценная замена синтетических пластмасс, экономически выгодный, прочный материал с заранее заданными свойствами, пригодный для повторных переработок, и полная замена на биопластики лишь вопрос времени.
Новая технология из ТулГу: получение биопластиков из фруктозы
Полимерные материалы, биологические и медицинские препараты производятся на сегодня из не возобновляемых природных ресурсов – нефти, каменного угля, природного газа. Причем полимеров и биополимеров требуется огромное количество, и этот спрос неуклонно растет. Но полимеры можно получать из любых «строительных кирпичиков», например, из растительной биомассы - нужно только разработать соответствующую технологию, что наверняка сложно для современного уровня науки и технологий. Тем не менее, Тульский государственный университет (ТулГУ) эту задачу принял, и к 2024 году страна ждет результатов: технологии получения устойчивых аналогов таких известных и «фундаментальных» веществ, как бензол, толуол и ксилол, а также, вероятно, и веществ совершенно новых, обладающих пока неизвестными свойствами. «Сырьем» и платформой послужат фурановые соединения, которые можно производить из фруктозы. (Фураны, или фурановые соединения – продукты «старения» целлюлозы, источник огромной группы органических соединений и база прикладной химии для целого ряда отраслей.)
На сегодня продолжаются исследования, изучается влияние среды на фурановые платформы, ищутся методы модификации известных веществ. Проект признан стратегически важным для химической промышленности. Лаборатории Тулгу обещают фундаментальные результаты уже к концу следующего года, затем планируется апробация экспериментальных технологий на производстве.
