Ученые Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук представили технологию получения полностью биоразлагаемых полимерных композитов. Разработка направлена на сокращение количества неразлагаемого пластика в окружающей среде и снижение стоимости «зеленых» материалов. Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers.
В основе новой разработки лежит использование полигидроксиалканоатов (ПГА) — биополимеров, которые синтезируют микроорганизмы. Для снижения себестоимости производства специалисты применили не традиционную глюкозу, а отработанный жир, извлеченный из остатков переработки балтийской кильки. Эти отходы консервного производства послужили питательной средой для бактерий. Полученный полимер смешали с растительными наполнителями: древесной мукой березы, кострой и волокнами технической конопли.
В лаборатории применили растворный метод для достижения однородности смеси. Как пояснила инженер института Наталья Ипатова, простое смешивание порошков приводит к образованию агломератов и дефектам. Новая методика позволила добиться равномерного распределения компонентов, что положительно сказалось на прочности и влагостойкости материалов.
Лабораторные испытания подтвердили высокую биоразлагаемость полученных образцов. Композиты с высоким содержанием растительных наполнителей разрушались быстрее чистого полимера. Изменяя тип и количество растительной добавки, можно задавать нужные свойства: делать материал более прочным и влагостойким для строительства или, наоборот, ускорить его разложение для производства одноразовой упаковки. Например, образец с 70% волокон конопли терял более половины массы за три месяца.
Заведующая лабораторией Т.Волова отметила, что использование жира из отходов удешевляет производство ПГА в 2,5–3,5 раза, делая их стоимость сопоставимой с существующими полилактидами. Это открывает перспективы для массового производства конкурентоспособных композитов, а также способствует переходу к экономике замкнутого цикла, где отходы одного производства служат сырьем для другого.
Оценили 7 человек
16 кармы