05/11/2022
0Питер Олсен, исследователь из KTH, держит образец нового разлагаемого пластика из дерева. «Эти новые материалы, из-за их высокого содержания волокна и разлагаемости матрицы могут изменить правила игры для будущей экономики циркулярных материалов», — говорит он. (Фото: любезно предоставлено Питером Ольсеном)
Пластик на древесной основе позволяет создавать предметы домашнего обихода и строительные материалы: Пластмассы, используемые в домашней мебели и строительных материалах, могут быть заменены новым видом разлагаемого пластика на основе дерева с полуструктурной прочностью. В отличие от термопластика, материал может быть разрушен без вреда для окружающей среды, сообщили исследователи из KTH.
Одной из целей разработки возобновляемых древесных композитов является создание материалов, достаточно прочных для замены ископаемых материалов, используемых в строительстве и мебели для дома, таких как шкафы для ванных комнат, двери, стеновые доски и столешницы. И она должна быть устойчивой, или круговой.
«Разлагаемость обеспечивает цикличность», — говорит Питер Олсен, исследователь из Королевского технологического института KTH в Стокгольме. «Разлагая пластик, волокна могут быть переработаны, а химические компоненты из пластика повторно использованы».
Высокое содержание волокна является ключом к прочности таких материалов, как стекловолокно, но трудно доставить разлагаемый древесный композит без интенсивного теплового повреждения от таких процессов, как компаундирование расплава.
Олсен и его коллеги из KTH сообщают, что они нашли способ обеспечить как высокое содержание клетчатки, так и разлагаемость.
«Никто не был в состоянии сделать разлагаемый пластик с таким высоким содержанием волокна раньше, имея при этом хорошую дисперсию и низкое повреждение волокна», — говорит Олсен. «Это позволило значительно улучшить свойства материала по сравнению с предыдущими попытками».
Чтобы достичь более высокого содержания клетчатки, исследователи объединили химию полимеров с технологией, аналогичной той, которая используется для композитов из углеродного волокна.
Все основано на дешевом и доступном сырье, говорит Олсен. Продукты разложения также безвредны для окружающей среды и могут быть использованы повторно, что позволяет использовать то, что Олсен называет «полностью круговой концепцией продукта».
И это действительно может спасти деревья. «Он предлагает переработку древесных волокон, чтобы обеспечить реформирование материала», – говорит он.
Но для того, чтобы перейти к коммерциализации, Олсен говорит, что формула должна быть оптимизирована. «Ключом к работе является то, что она показывает новый способ создания разлагаемых биокомпозитов с высоким содержанием клетчатки», — говорит он.
Их результаты были недавно опубликованы в научном журнале Nature Communications.
Исследование было поддержано Шведским фондом стратегических исследований (грант FID15-0115 TL и LAB), проектом KAW Biocomposites (грант 2018.0451 LAB) и финансированием от Formas – Шведского исследовательского совета по устойчивому развитию (Re-Design Plastic, 2020-01696 PO).
