Оргстекло из кукурузы
1 марта 2013 г.
Поскольку запасы нефти на нашей планете конечны, исследователи уже давно и все более активно ищут ей замену. Но если нефть как топливо заменить хотя бы отчасти вполне реально, то нефть как сырье в фармакологии, в косметической, парфюмерной или пищевой промышленности практически незаменима. Что же касается других отраслей, то тут уже можно говорить о некоторых достижениях. В частности, из животных отходов, образующихся на скотобойнях, производят технические жиры, а на их основе - биополимеры, имеющие ряд преимуществ перед традиционными пластмассами. А недавно дело дошло и до инноваций в производстве стройматериалов: исследователи предложили модернизировать рецептуру оргстекла, оно же плексиглас.
Полилактид не ухудшает прозрачность...
До сих пор этот термопластичный прозрачный материал состоял из чистого полиметилметакрилата, то есть был продуктом полимеризации метилового эфира метакриловой кислоты и имел сугубо нефтяное происхождение. Теперь исследователям удалось частично заменить полиметилметакрилат полимером растительного происхождения - полилактидом, или полимолочной кислотой.
Маттью Кранз (Matthew Crans), менеджер по развитию рынков парижского филиала американской компании Altuglas International, говорит: "Одно из главных свойств, благодаря которым люди используют полиметилметакрилат, - прозрачность. Светопропускающая способность этого материала очень высока - даже выше, чем у стекла, - и мы, конечно, хотели ее сохранить. А полилактид прозрачность не снижает, поэтому он и стал фаворитом среди всех кандидатов, когда мы искали подходящую биодобавку к полиметилметакрилату".
... и при этом даже повышает прочность
Доля биодобавки может достигать 50 процентов. Такое оргстекло импонирует потребителям не только тем, что оно наполовину состоит из возобновляемого сырья, но и рядом конкретных преимуществ. Полимолочная кислота в составе оргстекла заметно улучшает его прочностные характеристики, недаром один из американских автомобилестроителей использует этот материал в производстве задних фонарей для многих своих моделей.
"Два основных преимущества этого материала в сравнении с обычным оргстеклом и многими другими пластмассами - повышенная механическая прочность и стойкость к химическим воздействиям, - говорит Маттью Кранз. - И в то же время такое оргстекло легче поддается обработке".
Крупнейший в мире цех - в США
Полилактид - один из важнейших биополимеров, и он находит применение не только в качестве добавки к полиметилметакрилату. В чистом виде этот материал идет сегодня на изготовление биоразлагаемых пластиковых изделий - бутылок для минеральной воды и безалкогольных напитков, упаковочной пленки, в том числе для пищевых продуктов, волокна для текстильной отрасли.
Сырьем для полимолочной кислоты служит кукурузный крахмал, а крупнейший в мире цех по ее производству расположен рядом с крупнейшим же источником сырья - в штате Небраска, в центре так называемого кукурузного пояса США. Производительность цеха - 140 тысяч тонн в год, именно отсюда получает материал для своего оргстекла компания Altuglas International.
Пилотная установка в Германии
В Германии полимолочная кислота в промышленных масштабах пока не производится. До сих пор здесь построена лишь одна пилотная установка - в городке Губен, на самом востоке страны. Важно, однако, что в ее основе лежит оригинальная, отличная от американской, технология производства, разработанная фирмой Uhde Inventa-Fischer из концерна ThyssenKrupp. "Но тут надо отметить, что у таких установок очень низкая производительность, - говорит ведущий специалист фирмы Райнер Хаген (Rainer Hagen). - В нашем случае это всего 500 тонн полимерного гранулята в год. Но ведь назначение пилотной установки - не в производстве полилактида в промышленных масштабах, а в испытании и оптимизации самого производственного процесса".
Возможно, со временем полимолочная кислота завоюет мир. Пока же суммарная доля всех биополимеров в общем объеме мирового производства пластмасс не достигает и одного процента. Вопрос в том, стоит ли об этом жалеть. Конечно, запасы нефти когда-нибудь иссякнут, но ведь сохраняет актуальность и другая серьезная проблема: рост мировых цен на продовольствие. И в этих условиях представляется, по меньшей мере, неэтичным отводить посевные площади под возделывание технических и энергетических, а не пищевых и кормовых культур.