В настоящее время существует лишь несколько коммерческих образцов пластмасс, созданных на основе растений. Главной причиной этого является их высокая цена в сравнении с нефтехимическими аналогами. Одним из перспективных решений, которое, согласно ожиданиям, может увеличить производство и сократить издержки, связанные с подобными пластмассами на основе возобновляемых источников, является биоочистка.
|
Полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиэтилентерефталат и поливинилхлорид – все эти материалы создаются на основе нефтехимического сырья. В производстве пластмасс используется около 7% мировой добычи нефти и газа. Возможно, эти виды ресурсов будут исчерпаны в течение следующего столетия. По некоторым оценкам пик мировой добычи нефти будет достигнут за следующие несколько десятилетий. На момент написания данной статьи, цены на нефть достигли своего исторического максимума и зависят от различных социо-политических событий. Использование нефтяных запасов и других связанных с этим резервов для перевозок и отопления определенно вызывает серьезную обеспокоенность. Перед химической промышленностью возникнут серьезные проблемы, имеющие отношение к применению практически невозобновляемого сырья в производстве большинства ее продуктов. Нам кажется, что возникла насущная необходимость в разработке новых синтетических способов создания полимерных материалов при помощи возобновляемых источников. В настоящем обзоре особое внимание уделяется биомассе, то есть ресурсов на основе растений. Здесь мы отмечаем потенциальную возможность использовать в производстве пластмасс углеводные и триглицеридные ресурсы, полученные соответственно из зерна/сахарной свеклы и создающих масличные семена растений. В настоящее время существует лишь несколько коммерческих образцов пластмасс, созданных на основе растений. Главной причиной этого является их высокая цена в сравнении с нефтехимическими аналогами. Одним из перспективных решений, которое, согласно ожиданиям, может увеличить производство и сократить издержки, связанные с подобными пластмассами на основе возобновляемых источников, является биоочистка. Биоочистка подразумевает наличие интегрированного технологического оборудования, сходного с процессом нефтехимической очистки. Ожидается, что она сократит издержки, позволив использовать более дешевые сырьевые потоки биомассы, например лигноцеллюлозную биомассу, а также посредством более эффективного использования всех частей растения, например создания побочной продукции в виде топлива и химикатов. Эти полимеры на основе возобновляемых ресурсов привлекательны с точки зрения сырья. Однако у них имеются преимущества и в области утилизации отходов. В настоящее время утилизация нефтехимических пластмасс представляет собой серьезную проблему, особенно в странах с высокой плотностью населения, например в Великобритании, так как большинство из них завершают свой путь на мусорных свалках, где они занимают много места и проникают во все уголки. Поэтому развитие законодательства и требования потребителей вынуждают вести разработку разрушающихся естественным образом и/или перерабатываемых пластмасс. На самом деле, многие продукты, которые можно получить на основе возобновляемых ресурсов, также могут приобрести свойства естественного разложения при наличии соответствующих условий. С этим связано разрушение подобных полимеров в биологических условиях, имеющих отношение к медико-биологической отрасли. Многие полимеры, которые можно производить в виде материалов для потребительских товаров ежедневного применения, давно известны в медико-биологическом сообществе благодаря своим характеристикам разрушения в живом организме. Таким образом, разработка полимеров на основе возобновляемых ресурсов ведется по нескольким направлениям. Данный специальный выпуск Polymer Reviews содержит шесть статей, в которых проводится обзор различных, но связанных между собой областей исследований в сфере полимеров на основе возобновляемых ресурсов. Первые три сосредоточены на самом многообещающем из современных полимеров на основе возобновляемых ресурсов – полилактиде. Его производят из углеводородов, полученных на основе растений. Следующие два обзора рассматривают использование растительного масла в качестве возобновляемого сырья. Выпуск завершается статьей, посвященной сополимеризации углекислого газа. Поскольку в производстве углекислого газа растения не применяются, использование этого вещества при создании полимеров может приобрести ключевое значение с учетом его широчайшей распространенности. Далее по тексту выделяются эти три области и отмечаются важные направления исследований.
|