Badania

Firma KraussMaffei Extrusion GmbH z/s w Laatzen (Niemcy) wraz z Nami, opracowała proces produkcji 100 % biopochodnego wzmocnionego tworzywa termoplastycznego: PLA wzmocnionego ligniną. „Dzięki naszemu doświadczeniu w zakresie wytwarzania kompanów i wyjątkowej wiedzy naszego partnera projektowego na temat przygotowywania ligniny, udało nam się włączyć do matrycy PLA do 30% ligniny i wyprodukować związek o naturalnej zdolności/aktywności antyoksydacyjnej, ulepszonych właściwościach mechanicznych i kontrolowanej biodegradowalności” — przedstawia Lars Darnedde z działu rozwoju inżynierii procesowej i kierownik projektu w KraussMaffei Extrusion.
Oferujemy produkty na bazie ligniny do różnych zastosowań, takich jak wydobycie ropy i gazu, produkcja akumulatorów, uzdatnianie wody, pasza dla zwierząt i nie tylko.

Również niedawno opracowaliśmy proces produkcji sypkiego proszku ligniny, który można dozować do wytłaczarki jako wypełniacz. Lignina jest substancją w 100% naturalną, drugą po celulozie najpowszechniej występującą substancją organiczną na Ziemi, która może być pozyskiwana na wiele różnych sposobów. Cennym odnawialnym biozasobem zajęły się już różne projekty badawcze, ale jego zastosowanie jako wypełniacza w matrycy biopolimerowej jest jak dotąd wyjątkowe. „Jednak przetwarzanie ligniny poddanej hydrolizie nie jest zadaniem łatwym” – wie Alexander Gonchar, szef działu badań i rozwoju w grupie Synergy Horizon.

Firma KraussMaffei zademonstrowała wprowadzenie naturalnego surowca do matrycy PLA w swoim nowo powstałym centrum technicznym w zakładzie w Laatzen. Zarówno wytłaczarka laboratoryjna ZE Blue Power 28, jak i mała maszyna produkcyjna ZE Blue Power 42 z powodzeniem wprowadziły do ​​30% ligniny. „Specjalnie dostosowaliśmy konfigurację ślimaka do ligniny za pomocą bardzo wrażliwych elementów mieszających, pracujemy w niskiej temperaturze maksymalnie 160°C i stosujemy zarówno strefę napełniania o długości 6 D, jak i boczne odgazowanie” – Lars Darnedde przedstawia wgląd w konfigurację procesu. Generacja ZE BluePower z optymalnym stosunkiem średnic Da/di wynoszącym 1,55 oferuje wszystkie te możliwości „od ręki” i dlatego doskonale nadaje się do przetwarzania polimerów wrażliwych na ścinanie i temperaturę.

Fakt, że zarówno układ procesu wytłaczarki mieszającej, jak i przygotowanie ligniny w grupie Synergy Horizon są doskonałe, został również potwierdzony szeroko zakrojonymi testami mechanicznymi. W porównaniu do czystego PLA, wzmocnienie ligniną umożliwia zwiększenie modułu sprężystości przy zginaniu i rozciąganiu o około 30%. Może to być przydatne w zastosowaniach opakowaniowych, gdzie materiał musi być wystarczająco sztywny, aby utrzymać swój kształt pod obciążeniem. Kolejną zaletą jest to, że lignina dodaje wystarczającej zdolności przeciwutleniającej, która może pomóc szczególnie w zastosowaniach związanych z pakowaniem żywności, aby zapobiec utlenianiu żywności oraz utrzymać jej jakość i bezpieczeństwo poprzez hamowanie utleniania rodników i zapobieganie tworzeniu się nieprzyjemnych smaków, zapachów lub związków toksycznych. Ponadto biokompozyt z ligniną nie ma zapachu w przeciwieństwie do innych rodzajów ligniny, co czyni go bardziej odpowiednim do pakowania żywności. Nowatorski dwuskładnikowy związek wykazujący właściwości przeciwutleniające można zastosować do biodegradowalnych tworzyw sztucznych do celów rolniczych, takich jak folie ściółkowe, w celu ochrony ich przed degradacją utleniającą.
W przeciwieństwie do czystego PLA, który ma ograniczoną biodegradowalność ze względu na zależność od określonych enzymów i warunków przemysłowych, biozwiązki PLA zawierające ligninę wykazują lepsze właściwości biodegradacyjne z szybkością biodegradacji przekraczającą 90% w ciągu 99 dni.