Прочный и экологичный термопластик
В лаборатории создан новый материал, который в будущем может заменить распространённый сейчас формовочный полимерный термопластик АБС
Бампер вашей машины, скорее всего, сделан из формовочного полимерного термопластика, который называется АБС (акрилонитрил, бутадиен, стирол). Лёгкий, крепкий и жёсткий, он также служит материалом для вентиляционных труб, защитных касок, кухонных приборов, кирпичиков Лего и многих других товаров потребления. Хотя он очень полезен, одним из его главных недостатков является использование при его изготовлении химических веществ, полученных из нефти.
Исследователи Национальной лаборатории Оук Ридж Департамента Энергетики создали более прочный термопластик с помощью замены стирола лигнином с целлюлозой, продуктом формирования клеточных стенок древесных растений. При этом они изобрели процесс производства без растворения, который соединяет между собой равные части лигнина нано размеров, рассеянного в матрице из синтетического каучука. Полученный в результате материал, по крайней мере, в 10 раз жёстче, чем АБС. Этот термопластик – названный АБЛ (акрилонитрил, бутадиен, лигнин) – утилизируемый, он может быть расплавлен трижды и всё ещё хорошо выполнять свою роль. Эти результаты, опубликованные в журнале «Передовые функциональные материалы», могут дать более чистое и дешёвое сырьё для различных производителей.
«Новый термопластик от ORNL имеет лучшую производительность, чем АБС, — говорит старший автор Амит Наскар из ORNL's Materials Science and Technology Division (отдел материаловедения и технологий), который вместе с соавтором Чау Траном подал заявку на патент для процесса производства нового материала. — Мы можем называть его экологичным, потому что 50% его составляющих возобновляемые, и технологии для обеспечения его коммерческой эксплуатации позволят сократить нужду в нефтехимической промышленности».
Эта технология может использовать богатую лигнином биомассу, которая является побочным продуктом целлюлозной и бумажной промышленности. При нынешней стоимости добычи природного газа и нефти возобновляемые виды топлива не могут конкурировать с ископаемыми, поэтому биохимическая промышленность изучает варианты развития других экономически жизнеспособных продуктов. Из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, основных структурных компонентов растений, лигнин является наименее коммерчески используемым. Исследования ORNL проводятся с целью использования его для производства, с прицелом на коммерциализацию.
Сейчас же требуются ещё долгие работы по исследованию различных вариантов исходных материалов, корреляции условий обработки, структуры материала и производительности. Также планируется изучение эффективности нового термопластика в композитных материалах, укреплённых углеволокном.
«В будущем, скорее всего, будет использоваться больше возобновляемых материалов, — говорит Наскар. — Я рад, что мы можем продолжить работу над возобновляемыми материалами, и не только для автомобильной промышленности, но и даже для товарного использования».
