Последние события на рынке биоразлагаемых адгезивных веществ

В глобальном бизнесе по производству биоразлагаемых полимеров имеется всего несколько основных игроков, включая NatureWorks LLC в Северной Америке и Novamont и BASF в Европе. Многие японские компании принимают участие в этом бизнесе, но у них сравнительно небольшие объемы производства, включая и ряд эксплуатируемых пилотных установок. Существует значительно меньше компаний, разрабатывающих биоразлагаемые полимеры. Ниже приводится краткий обзор их деятельности в этой области.

Сырьевые материалы на биологической основе в настоящее время все больше и больше используются в адгезивных применениях, для которых большое значение имеют утилизация для повторного применения и охрана окружающей среды. В число примеров входит семейство безобидных, реактивных мономеров на основе сахаров, которые называются ECOMER (EcoSynthetix Inc., Лэнсинг,Мичиган). Сополимеризация таких мономеров с акриловыми мономерами дала акриловые чувствительные к давлению адгезивы на основе сахаров для рециклинга. Этот адгезив используется в экологически безвредных, самоклеящихся почтовых марках.

PSA также разрабатываются в Университете Делавэра из производных растительного масла, таких как метиловые эфиры жирных кислот. Реологические свойства получаемых полимеров сопоставимы со свойствами полимеров на нефтехимической основе, которые используются в самоклеящихся адгезивах.

Рецептуры адгезивов на природной основе также составлялись с использованием компонентов, получаемых в деревообрабатывающей промышленности. В целом ряде стран предпринимались попытки извлечения адгезивов для производства древесностружечной плиты из коры растущих в этих странах деревьев. Обычно у такой древесины высокое содержание танина. Это исключает необходимость использования относительно дорогих фенольных смол. Специальные рецептуры были приготовлены с сочетаниями танинов с меламиноформальдегидной смолой, фенол формальдегидом и изоцианатами. Адгезивы, использующие сульфитные жидкие отходы деревообрабатывающей промышленности, также были разработаны как адгезивы для производства древесностружечной плиты.

Самый распространенный вид адгезива из древесной смолы изготавливают из олеосмолы сосны. Этот материал используется либо в растворе растворителя, либо в виде горячего расплава мастики. У него плохая влагостойкость и устойчивость к окислению. Адгезионная прочность умеренная, и она быстро развивается, поэтому этот адгезив часто используется для временного закрепления.
Одним из самых липких из существующих биоадгезивов является адгезив, изготавливаемый простым морским двухстворчатым моллюском. Существование этого моллюска зависит от его способности приклеиваться к твердым поверхностям для обеспечения выживания. Плохая адгезия для моллюска означает, что его можно оторвать от его морской среды обитания (обычно мокрой скалы, древесины или стальных корпусов судов), что его могут раздавить волны, или он может погибнуть в результате каких-либо иных морских событий.

Химики давно знали, что моллюски выделяют материал, который состоит из затвердевшей матрицы из белков. Эти белки образуют очень жесткие волокна, которые приклеиваются практически ко всему, и практически при любых условиях. До недавнего времени оставалось загадкой то, каким именно образом эти белки соединяются для создания адгезивного материала, который называется биссус.

Исследователи из Университета Калифорнии (Санта Барбара) исследовали моллюск, и сделали вывод, что секретом липкости клея моллюска является 3,4-дигидроксифенилаламин (DOPA). DOPA  - это аминокислота, которая в избытке имеется в приклеивающих белках моллюска.4  Дальнейшие исследования в Университете Пердью показали, что еще одним ключевым ингредиентом в клеящем веществе моллюска является железо.5,6 Моллюск получает железо с помощью непосредственной фильтрации его из окружающей воды. Моллюск использует железо как вещество для “сшивания”. Один атом железа может связываться с тремя боковыми цепями DOPA. Прочие биодоступные ионы металлов не создают такого сшивания.