Логин: Пароль: ?
 
Продукты питания Ткань, одежда, обувь, постельное белье, текстиль Строительные материалы Бумага, пластик, промтовары Биотопливо Продукция для сельского хозяйства, зоотовары Косметика, средства гигиены Медицинские товары и препараты, лекарства Иное

 

 

 

 

 

 

 

Новости/Аналитика

Базовые основы понимания природы конопляных пластмасс

24.02.2022

Идеальным сырьем, эффективно реализующим практически все задачи, стоящие перед производителями и потребителями биокомпозитных материалов является конопля, которая обладает не только эксклюзивными механическими, но и биологическими свойствами, отвечающими самым строгим требованиям развития данного сегмента зеленой экономики.

Рынок биокомпозитных материалов, в основу которого положены свойства конопляного растения безусловно является чрезвычайно перспективным сегментом современного коноплеводства. Однако мы постоянно сталкиваемся с тем, что существует несколько распространенных заблуждений о пластике из конопли сформированных рынком либо навязываемых извне национальным потребителям. В данном материале попытаемся рассмотреть выше указываемые заблуждения, очертить текущее состояния данного сегмента рынка и предсказать ближайшее будущее конопляного пластика. 

Почему конопляное сырье используется в качестве основы для производства биокомпозитов

С сельскохозяйственной точки зрения конопля является идеальным сырьем для производства биопластика, поскольку она является одновременно быстро возобновляемым и регенеративным ресурсом. Растения растут быстрее, чем другие технические культуры. Для культивирования промышленных посевов требуется несравнимо меньше воды, чем для других технических культур, и что немаловажно, в ходе выращивания не требуются пестициды или препараты защиты растений. Кроме того, конопля обладает превосходным потенциалом связывания углерода, поскольку 1 метрическая тонна растений связывает около 1,5 метрических тонны углерода. 

Например, исследователь из Кембриджского университета Даршил Шах утверждает, что «конопля может улавливать атмосферный углерод в два раза эффективнее, чем лес, обеспечивая при этом возможности по созданию углерод-отрицательных биоматериалов». В отличие от многих технических культур, техническая конопля является покровной культурой, что означает, что она защищает почву от чрезмерного воздействия солнца. Наконец, растение - идеальная севооборотная культура, потому что оно восстанавливает почву, в которой растет. 

Конопля уже зарекомендовала себя как успешное и устойчивое сырье для производства бумаги, текстиля, строительных материалов и многого другого, поэтому использование растения в качестве сырья для биопластиков имеет огромную перспективу. 

Конопляные биокомпозиты

Большинство, если не все, имеющиеся сегодня на рынке конопляные пластмассы представляют собой биокомпозиты. Т.е. это материалы, армированные конопляным волокном, так как оно в подавляющем большинстве своем используется для усиления существующего полимерного сырья. Проще говоря, измельченные производные конопляного стебля (волокно либо костра) смешивают с существующим полимером для создания биокомпозита, армированного конопляными волокнами. 

Другими словами, полимеры пока не получают непосредственно из конопли в промышленных масштабах. И не все полимеры, используемые в конопляных биокомпозитах имеют растительное происхождение. На самом деле большинство полимеров, используемых сегодня в качестве основы конопляных биокомпозитов, имеют существенный процент ископаемых составляющих. 

Результатом подобного рода маркетинговых ходов является то, что многие продукты из конопляного пластика, позиционируемые как «устойчивые», представляют собой обыкновенные пластмассы, изготавливаемые на нефтяной основе, в состав которых добавляется измельченное конопляное волокно или костру. 

Эти материалы не могут быть переработаны и не имеют каких-либо ощутимых преимуществ в области устойчивого развития, поэтому маркетинг продуктов из конопляного пластика в основе которых лежат ископаемые материалы в качестве «экологически безопасных» можно рассматривать как маркетинговый ход, не имеющий ничего общего с зеленой экономикой. 

Другие конопляные биокомпозиты производятся с использованием различных полимеров, изготавливаемых на растительной основе, например, таких как полилактид (PLA), который обычно получают из кукурузы или кенафа.  

PLA на основе кукурузы

Не смотря на то, что у PLA на основе кукурузы есть ряд недостатков, возможность их коммерциализации часто связана с компромиссами, а использование PLA на основе кукурузы в качестве базовой смолы для производства конопляных биокомпозитов имеет ряд чрезвычайно ощутимых преимуществ. 

Выращивание кукурузы как монокультуры дает фермерам некоторые краткосрочные преимущества с точки зрения производительности и эффективности. Однако в долгосрочной перспективе выращивание кукурузы как монокультуры приводит к использованию значительного количества пестицидов, существенному потреблению воды, сокращению биоразнообразия с особенно негативным воздействием на опылителей и деградации почвы в форме эрозии, а также потери плодородия. 

Основным недостатком PLA на основе кукурузы является окончание жизненного цикла материала и, в частности, то, как материал взаимодействует с инфраструктурой управления отходами. В то время как большая часть PLA сертифицирована как компостируемая, промышленная инфраструктура компостирования в экономически развитых странах фактически отсутствует. В частности, специалисты компании “GreenBlue" заявляют, что только 27% населения США имеют доступ к программам промышленного компостирования, а по данным “BioCycle”, менее 5% предприятий по компостированию в Северной Америке принимают компостируемые упаковочные материалы, такие как PLA. 

Преимущества PLA на основе кукурузы, помимо того, что они получены из возобновляемых ресурсов, включают меньший углеродный след и снижение энергопотребления по сравнению с традиционными пластиками на нефтяной основе.

Согласно исследованию, проведенному по заказу “NatureWorks”, производство PLA требует на 65% меньше энергии, чем изготовление традиционных пластиков на нефтяной основе. Кроме того, оценка жизненного цикла, проведенная “Total Corbion PLA” подтверждает, что PLA имеет на 75% меньший углеродный след, чем традиционные пластмассы, изготавливаемые на основе ископаемых ресурсов. 

Биоразлагаемый конопляный пластик

Биоразлагаемый конопляный биокомпозит на 100% состоит из растительного сырья и не содержит химикатов. В частности, это может быть армированный волокнами биокомпозит, состоящий на 30 % из микронизированной конопляной костры (волокна) и на 70 % из PLA на основе кукурузы. В основном его на данный момент используют для производства рулонных туб, картриджей, мини прероллв, вейпов и т.д.

Будущее конопляных пластиков

Биокомпозиты существуют уже несколько десятилетий, и варианты их использования для упаковки ограничены, среди прочего, из-за их жесткости. Другими словами, конопляные биокомпозиты - это не всегда будущее конопляных пластиков. Возможно будущее конопляных пластиков за полимерами на основе конопли. Подобно другим биокомпозитным материалам, изготавливаемым на основе природного сырья, конопляные полимеры получают непосредственно из растительной целлюлозы. 

Образцы конопляных полимеров уже разработаны на лабораторном уровне, но, к сожалению, подобного рода проекты на данный момент еще не являются коммерчески жизнеспособными. 

Основным препятствием, с которым сталкиваются конопляные полимеры на пути к коммерциализации, является отсутствие необходимой инфраструктуры, создание которой требует времени, а также значительного количества ресурсов.

Как и в случае с другими полимерами, изготавливаемыми на растительной основе, существует еще одна проблема, с которой сталкиваются рынок биокомпозитов, изготавливаемых из конопляногосырья, - это конец их жизненного цикла и то, как они взаимодействуют с инфраструктурой управления отходами. 

Безусловно растительные биокомпозиты - это то направление, в котором нужно двигаться в отношении производства таких, например, одноразовых товаров, как упаковка. Необходимо иметь в виду, что все первичное сырье, в будущем используемое для производства пластмасс и других упаковочных материалов, должно быть получено из быстро возобновляемых и регенерируемых ресурсов.

Комментарий специалистов Ассоциации “Украинская техническая конопля”

Безусловно будущее биокомпозитных материалов за регенеративным, возобновляемым сырьем, которое можно будет по нескольку раз перерабатывать и утилизировать с минимальным воздействием на окружающую среду. Активность в данном направлении экономически развитых стран мира в первую очередь направленная на переход от использования материалов на основе ископаемого сырья к растительному в последнее время очевидна. Одной из основных задач, стоящих перед учеными различных научно-исследовательских центров является разработка алгоритмов и методик повторного использования и максимально эффективной переработки биокомпозитных материалов изготавливаемых на основе растительного сырья в системах с замкнутым циклом, такими как например анаэробное сбраживание или компостирование. Т.е. необходимо перейти от линейной экономической модели «возьми-сделай-утилизируй» к циклической экономической модели зелёной экономики, предполагающей устранение отходов и невозможности загрязнения окружающей среды, максимальном сохранения продуктов и материалов применяемым в производстве, а также восстановлении природных систем. Решением этих проблем являются крупномасштабные системные изменения, затрагивающие все звенья цепочки поставок материалов, их компаундирования, производства, распределения и управления отходами. Идеальным сырьем, эффективно реализующим практически все задачи, стоящие перед производителями и потребителями биокомпозитных материалов является конопля, которая обладает не только эксклюзивными механическими, но и биологическими свойствами, отвечающими самым строгим требованиям развития данного сегмента зеленой экономики.

Объявления
Все объявления »
 
 

facebook

telegram

twitter