Биополимеры

Современные биополимеры, находят все большее применение для метода литья под давлением. В результате многолетних исследований и разработок изделия из таких материалов пользуются все большим спросом на рынке. Прежде всего рост цен на полимеры, изготовленные из нефти, бережный расход ограниченных природных ресурсов, охрана окружающей среды и защита климата, а также более строгие требования при утилизации и вторичной переработке способствуют более широкому распространению изделий из биополимеров. Начало положили изделия специального назначения, теперь все более широкое распространение находят изделия широкого потребления.

Биополимерами являются материалы, способные к биологическому расщеплению, которые полностью или в значительной степени изготавливаются из сельскохозяйственных продуктов или древесины. Основой для них обычно являются крахмал, сахар, растительные масла и целлюлоза, а также такие специальные биоматериалы, например, лигнин или каучук. Доля биологических составляющих в материалах равна как минимум 20 %. Многие биоматериалы в настоящее время достигли высокой технологической и экономической зрелости. К тому же они обладают особыми и отчасти несравненными свойствами в плане внешнего вида, осязания, а также биологического расщепления.

Понятие „Биополимер“ может быть подразделено на три категории. Решающими критериями для подразделения являются различные исходные материалы и их способность к биологическому расщеплению. Различают:

• Биополимеры из возобновляемых ресурсов, биологически разлагаемые
• Биополимеры из возобновляемых ресурсов, однако биологически не разлагаемые
• Биополимеры из ископаемого сырья, биологически разлагаемые

Каждую из этих категорий, в свою очередь, можно подразделять на несколько классов. Самой интересной, и, таким образом, самой важной категорией, является категория, включающая биологически разлагаемые полимеры, изготовленные из возобновляемого сырья. Изделия, входящие в эту группу, благодаря их нейтральности в отношении эмиссии CO2 и возможности их компостирования являются настоящими "экологичными полимерами" и могут подразделяться следующим образом:

• Биополимеры из возобновляемых ресурсов, биологически разлагаемые, микроорганического происхождения
  - Полимолочная кислота (PLA) -> экструзия
  - Полигидроксиалканоаты (PHB) -> литье под давлением
  - Полигидроксикислоты жирного ряда (PHF) -> литье под давлением
• Биополимеры из возобновляемых ресурсов, биологически разлагаемые, растительного происхождения
  - Производные крахмала -> экструзия и литье под давлением
  - Целлюлозные полимеры (CA) -> литье под давлением
  - Полимеры на основе лигнина -> литье под давлением
• Биополимеры из возобновляемых ресурсов, биологически разлагаемые, животного происхождения
  - Хитин и хитозан -> литье всухую
• Биополимеры, биологически разлагаемые, из ископаемого сырья
  - Полиэфиры -> экструзия
  - Этанол (PVA)

• Сохранение нефтяных ресурсов
• Возобновляемое сырье нейтрально в отношении эмиссии CO2
• Уменьшение количества отходов, биологическое разложение
• Сокращение количества токсичных ядовитых и аллергенных промежуточных продуктов
• Возможность комбинации биополимеров с натуральными волокнами
• Возможность оптимизации свойств (акустика, осязаемость и т. д.)

Однако не так уж просто перерабатывать эти особые материалы на стандартных термопластавтоматах, так как биополимеры представляют собой сочетания различных материалов, в самых разнообразных формах и вариантах. По этой причине рекомендуется оптимизировать прежде всего систему пластификации термопластавтомата.

• Обеспечение надлежащего втягивания и транспортирования
• Оптимизированная и щадящая пластификация благодаря особой конструкции шнека
• Системы со специальным покрытием поверхности из-за возможности истирания и химических воздействий
• Большие скорости впрыскивания и высокое давление
• Хорошая вентиляция: некоторые материалы склонны к дегазации (температурный профиль, улучшенная вентиляция, программа дегазации, тиснение и т. д.)
• Ноу-хау при конструкции специальных пресс-форм

В настоящее время ежегодно перерабатывается около 500 000 тонн современных биоматериалов. Однако объем производства гораздо больше, биополимеры находят все большее распространение в разных сферах. Возрастает их использование во всех областях, так, например, в автомобилестроении, при производстве упаковок или товаров широкого потребления:

• Автомобилестроение (например, корпуса, держатели обшивок, солнцезащитные козырьки)
• Упаковки (например, биологически разлагающиеся чашки, столовые приборы, стаканы, поддоны)
• Строительная промышленность (например, перила для террас, инструменты, опалубочные щиты)
• Мебельная промышленность (например, стулья, столы, полки, шкафы)
• Товары широкого потребления (например, корпуса электроприборов, штекеры, музыкальные инструменты)
• Садоводство и огородничество (например, цветочные горшки, поддоны, урны)
• Спортивные изделия (например, кану, клюшки для гольфа, спортивная обувь)
• Текстильная промышленность (например, пуговицы, клипсы, подтяжки)