Новые типы сырья

Уже получающие признание в сфере применения термоформованных волокнистых и пленочных материалов, извлеченные из зерна полилактиды отнимают хлеб у термопластовой обработки.  Главным знаком перехода технологии из стадии зарождения в фазу интенсивного развития является вкладываемый в ее разработку капитал. На данный момент наибольшую ставку на полилактиды (PLA) - пластмассы, созданные из биологических мономеров, извлекаемых из бродящего зерна, - сделала компания Cargill Dow LLC из Миннетонки, штат Миннесота, совместное предприятие Cargill Inc. (Миннеаполис, штат Миннесота) и Dow Chemical Co. (Мидленд, штат Мичиган). Компании вложили 750 млн долл. США и результаты 10 лет исследований и разработок в открытый в 2002 г. завод по изготовлению PLA NatureWorks, расположенный в Блейре. На данный момент завод производит в среднем 140 тыс. т продукции, используемой для изготовления термоформованной упаковки, экструдированных пленок и волокнистой массы.

Однако теперь и другие инвесторы снимают финансирование с термопластовой обработки, дабы выгадать на преимуществах торговли биоразлагаемым пластиком, который не основан на нефти, и на преимуществах использования недавно открытых сложных смесей, добавляемых для создания более простых в обработке материалов.

Майк О'Брайен, представитель Cargill Dow, признает, что большинство усилий компании направлены на "низко висящий плод термоформовки", но добавляет, что "термопластовая обработка также движется вперед". Несколько компаний движутся вперед вместе с ней.

Из лаборатории на рынок

Используя финансирование Агентства по защите окружающей среды (Environmental Protection Agency) и Департамента энергетики (Dept. of Energy), Джон Дорган, профессор химического машиностроения, работающий в Colorado School of Mines (CSM), которая сотрудничает с рядом других университетов в рамках проекта, названного Technology for a Sustainable Environment, изучает PLA и их свойства.

На недавней конференции Global Plastics Environmental в Обществе разработчиков пластмасс (Society of Plastics Engineers) г-н Дорган представил свои открытия, включая программное обеспечение, которое прогнозирует плавкореологические возможности материала, и смеси на основе PLA с техническими и механическими характеристиками, необходимыми для термопластовой обработки.

Работая в университетской лаборатории с экструдатами, г-н Дорган и его ассистенты создали смесь, состоящую на 88-90 % из NatureWorks и на 10-12 % из Biostar, биоразлагаемого основанного на нефти полиэстера от Eastman Chemical. Также использовалось небольшое количество модификатора текучести для того, чтобы улучшить процесс производства. Обычные PLA ведут себя как полистирол, отличаясь ломкостью и возможностью лишь небольшого растяжения перед разрушением, но смеси от CSM обладают улучшенной эластичностью, более высоким модулем изгиба и ударопрочностью.

Данные смеси не могут быть подвергнуты термоформовке, но г-н Дорган чувствует достаточную уверенность в их жизнестойкости и уже вложил в них деньги, приобретя долю в новой компании PolyNew. В Poly-New он выполняет обязанности ведущего сотрудника по технологиям, помогая в создании составов и композитов из PLA и других биополимеров, производимых на 50-миллиметровом двушнековом экструдере.

Когда г-на Доргана спросили о торговой стратегии компании для новых смол, он полушутливо ответил: "Стратегия? Я всего лишь профессор колледжа. Вы можете мне что-нибудь предложить?". Однако, отбрасывая шутки в сторону, Дорган рассказал, что Poly-New ищет партнеров с опытом торговли для поставки смесей на рынок.

Федерик Шир из Bio Corp. North America (Лос-Анжелес) занимается биоразлагаемыми смолами уже 10 лет, но химические открытия, сделанные за последние годы, а также цены, снизившиеся благодаря открытию завода мирового масштаба Cargill Dow, позволили ему усовершенствовать резательную технику, новая версия которой была представлена в четвертом квартале 2003 г.

Четыре станка находятся в процессе изготовления, а уже существующие четыре литейные формы способны выпускать 400 млн единиц продукции в год. Клиентами в основном являются компании, производящие продукты питания для колледжей и университетов.

Г-н Шир утверждает, что новые цены NatureWork и выгоды его собственного производства сократили разницу в цене, существовавшую между его оборудованием и предложениями, основанными на использовании полиолефина, с двух-трех раз до нескольких процентов. Более высокая стоимость обусловлена составляющими продукта. "Люди готовы платить чуть больше за продукцию, защищающую окружающую среду, - говорит он. - До тех пор пока разница цен не станет слишком велика, я думаю, мы останемся правы в своем выборе".

Огнеупорность остается проблемой, но, по словам Шира, компания подбирается все ближе к необходимым 165 °F (74 °C), уже сейчас создавая детали, выдерживающие от 142 °F(61 °C) до 160 °F(71 °C), в зависимости от параметров процесса.