Ученые Красноярского научного центра СО РАН получили экологичные композиты на основе биоразлагаемого полимера и растительных отходов — технической конопли и балтийской кильки. Новая разработка направлена на сокращение неразлагаемого пластика в окружающей среде, сообщает пресс-службе исследовательского центра.
По данным Красноярского научного центра СО РАН, выпуск синтетических пластиков в 2025 году достиг 450 млн тонн, большая часть которого сохраняется в окружающей среде сотни лет. Учитывая это особую актуальность приобретает разработка биоразлагаемых альтернатив и расширение ассортимента "зеленых" полимеров. Одним из многообещающих классов таких материалов считаются полигидроксиалканоаты (ПГА) — биополимеры, которые синтезируют микроорганизмы.
"Ученые Красноярского научного центра СО РАН получили экологичные композиты на основе биоразлагаемого полимера и растительных отходов. Новая разработка направлена на сокращение неразлагаемого пластика в окружающей среде, а также на снижение стоимости "зеленых" материалов за счет использования отходов рыбопереработки для синтеза полимеров и отходов лесопромышленного комплекса и агроиндустрии. При этом свойства пластика можно целенаправленно изменять: делать материал более прочным и влагостойким для строительства и сельского хозяйства или быстро разлагающимися для упаковки и одноразовых изделий", — говорится в сообщении.
Технология производства
Технология получения таких полимеров включает несколько стадий. Сначала специалисты синтезировали полимер по ранее разработанной методике с использованием отработанного жира, извлеченного из остатков переработки балтийской кильки. "Эти отходы консервного производства обычно отправляются на свалки, однако в лаборатории они стали питательной средой для бактерий, которые производят полимер. Затем полученный полимер смешивали с растительными наполнителями: древесной мукой березы, кострой (одревесневшими частями стебля) и волокнами технической конопли. Выбор растительных наполнителей обоснован тем, что отходы березы — это возобновляемое и доступным сырье с высоким содержанием целлюлозы, образуемое в больших количествах в регионах с развитой лесопереработкой. [Техническая] конопля характеризуется быстрым ростом и высокой урожайностью, состоит из волокон высокой прочности и долговечности; она легче и гибче древесины, что позволяет создавать более легкие и одновременно прочные изделия. Из сформированных смесей полимера и наполнителя методом горячего прессования были получены образцы новых композитных материалов", — пояснили в пресс-службе.
Лабораторные испытания подтвердили высокую биоразлагаемость новых композитов. "Образцы с высоким содержанием растительных наполнителей разрушались быстрее чистого полимера. Например, композит с 70% содержанием волокон [технической] конопли терял более половины своей массы всего за три месяца, а с 50% наполнителя — 4 месяца. Таким образом, изменяя тип и количество растительной добавки, можно задавать свойства композита: например, повышать его прочность или, наоборот, создавать композитные материалы с ускоренной биоразлагаемостью", — пояснили в пресс-службе.