Материал из сельхоз отходов и лигнина оказался на 76% прочнее нефтяных аналогов

Промышленность сталкивается с серьезной проблемой утилизации композитных материалов. Полиэфирные и эпоксидные смолы — основа самых разных отраслей: от производства лодок и автодомов до высокопрочных клеев и спортивного снаряжения. Однако большинство этих нефтяных материалов после окончания срока службы оказываются на свалках, особенно это касается крупных изделий вроде лопастей ветрогенераторов. При этом зависимость от импорта нефти и давление на снижение выбросов делают поиск альтернативного сырья еще более актуальным.

Ученые из Университета Оулу предлагают биологическую замену нефтяным смолам. Разработанные материалы повторяют свойства существующих композитов, а в ряде случаев даже превосходят их по прочности, при этом ориентированы на экономику замкнутого цикла и могут перерабатываться после использования.

Для создания смол исследователи использовали лигноцеллюлозную биомассу — целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. По сути, это отходы опилок, соломы и других органических материалов. Передовые методы переработки позволили выделить химические строительные блоки, такие как гидроксиметилфурфурал и фурфурал, которые затем интегрируются в полиэфирную матрицу. Один из вариантов био-полиэстера продемонстрировал прочность на разрыв на 76% выше, чем стандартные смолы на основе нефти.

Эта технология совместима с существующими промышленными линиями, что минимизирует дополнительные инвестиции. Разница в цене между биоразлагаемыми и нефтяными смолами будет минимальной, а сама разработка открывает перспективы для расширения биоэкономики и снижения углеродного следа.

В перспективе материалы могут стать основой для устойчивого производства промышленных компонентов, где сырьё выращивается, а не добывается. Исследовательская группа уже подала три патента и ищет промышленных партнёров для пилотного производства.