Біокомпозити з конопель (частина 1)
Щорічно величезна кількість ноу-хау пов'язаних з використанням біокомпозитних матеріалів на конопляній основі впроваджуються в промислове виробництво економічно розвинених країн світу. Особливо динамічно вироби з конопляних біокомпозитів використовуються в сучасному автомобілебудуванні. Існують кілька типів біопластика або біопластмаси, що виготовляються на конопляній основі. У даній публікації буде зроблена спроба систематизувати наявну інформацію з цих питань.
Викладений матеріал буде розділений на наступні розділи:
- Конопляна целюлоза;
- Целофан, віскоза і целулоїд;
- Інші продукти, що виготовляються з конопляної целюлози;
- Пластикові біокомпозити на конопляній основі;
- 100% біокомпозіти з конопель;
- 100% органічний поліетилентерефталат;
- Можливість виготовлення моноетиленгліколь і терефталевої кислоти з конопляного біоетанолу;
- Конопля в якості джерела біоетанолу;
- Отримання етанолу з конопляної целюлози.
Конопляна целюлоза
Целюлоза є найбільш поширеним органічним полімером на землі. Вона є основною частиною клітинних стінок рослин і значної кількості водоростей. Не дивлячись на те, що конопляна целюлоза в основному використовується для виробництва паперу, останнім часом вона активно застосовується в якості основи для виробництва ряду різних пластиків - целулоїду, целофану і віскози. На початковому етапі виробництво пластмас було засновано на використанні несинтетичних органічних матеріалів і целюлози. Згодом органіка була заміщена синтетичними компонентами і розвинулася до процвітаючої на сьогоднішній день індустрії. Однак найбільші виробники останнім часом все більше уваги приділяють технологіям, які базуються на використанні органічних матеріалів в якості основи для виробництва біопластмас і біопластиком не тільки тому, що вони мінімально впливають на навколишнє середовище, але і в зв'язку з поліпшеними порівняно з пластмасами на синтетичній основі показниками.
Целофан, віскоза і целулоїд
Целофан і віскоза структурно ідентичні целюлозі. Їх отримують за аналогічним алгоритмом: целюлоза розчиняється в лужному розчині, а потім екструдується через сопло в ванну сірчаної кислоти для отримання целофанової плівки або через екструзійну головку для отримання віскози. Целулоїд отримують за іншою технологією. Спочатку виготовляється нитроцеллюлоза (нітрат целюлози), а потім додається камфора, широко використовуваний для цього пластифікатор, для отримання щільного термопластика, якому відмінно надаються різні форми при невеликому нагріванні.
Конопляна целюлоза може бути залучена з трести і використана для виробництва целофану, віскози, целулоїду і ряду інших пластмас. Конопля містить в собі від 65 до 70% целюлози і в рослинному світі вважається одним з кращих її джерел (деревина містить близько 40%, льон до 65% і бавовна менш 90%). Саме конопляна целюлоза є особливо перспективною сировиною для ринку біопластика в зв'язку з тим, що їй притаманні відносна міцність, а також низький ступінь впливу на навколишнє середовище в ході культивування, виготовлення, експлуатації, а в подальшому і в ході утилізації. Враховується і той фактор, що коноплі ростуть набагато швидше, ніж більшість видів дерев і вимагають для вирощування набагато менше пестицидів або інших препаратів стимулюючих зростання рослин, ніж бавовна або льон.
Інші продукти, що виготовляються з конопляної целюлози
Конопляна целюлоза використовується для виготовлення величезного спектру різних пластмас і інших аналогічних за своїми характеристиками речовин. Всі ці продукти за великим рахунком різняться тільки фізичними властивостями і довжиною полімерних ланцюгів і ступенем їх кристалізації. Наприклад, з конопляної целюлози отримують псевдопластичні рідини наноцеллюлозу, яка виглядає як гель. У нормальних умовах ця речовина в'язка і желеобразна. Під впливом зовнішніх факторів, наприклад струшування, вона стає рідкою. Наноцеллюлоза має широкий спектр застосування в якості армуючого матеріалу біокомпозітного пластика, сверхпоглотітеля для очищення масляних плівок на різних поверхнях, активно використовується при виробництві величезного спектру гігієнічних виробів і навіть в якості стабілізатора, для зменшення калорійності використовуваної їжі.
Інформація взята з сайту http://tku.org.ua