ОрганоКлик разрабатывает биоосновные связующие на основе панцирей креветок и целлюлозы

По оценкам, ежегодно в океаны попадает более 10 миллионов тонн пластика. Влажные салфетки и детские подгузники являются одними из наиболее распространенных источников пластиковых отходов. Основываясь на более чем 15-летних исследованиях и разработках, ОрганоКлик разработала биологические и биоразлагаемые связующие на основе панцирей креветок и целлюлозы, которые могут заменить пластиковые связующие в этих материалах.

ОрганоКлик была основана в 2006 году как дочерняя компания на основе исследований двух профессоров Стокгольмского университета и Шведского университета сельскохозяйственных наук. Их фундаментальные исследования природных химических процессов, так называемая биомимикрия, датируются серединой 1990-х годов и привели к созданию биоразлагаемых связующих для нетканых материалов на основе встречающихся в природе биополимеров, извлеченных из потоков отходов пищевой промышленности, таких как кукуруза. , пшеница, цедра лимона и панцири креветок. «Эти связующие на биологической основе могут заменить используемые в настоящее время пластиковые связующие и, таким образом, помочь компаниям, производящим нетканые материалы, в их устойчивом пути к производству 100% биоосновных и домашних компостируемых нетканых продуктов», - говорит директор по исследованиям и разработкам ОрганоКлик Мария Веннман, доктор философии.

По словам Веннмана, обычные связующие состоят из мономеров на основе ископаемого топлива (нефти), разработанных и синтезированных для получения различных пластиковых полимеров. ОрганоКлик производит связующие, которые имеют те же характеристики, что и многие коммерчески доступные пластиковые связующие, но в некоторых случаях они не могут соответствовать требованиям для определенных применений.

Роль связующих заключается, главным образом, в повышении прочности волокнистого полотна, при одновременном обеспечении удобства на ощупь, а также в обеспечении необходимого уровня гидрофильности/гидрофобности нетканого материала.

При разработке связующих материалов самым большим вдохновением для поиска сырья была сама природа. «И панцири креветок, и деревья состоят из прочных структур с прочными химическими связями между биополимерами, которые мы сейчас имитируем в наших связующих технологиях», — говорит она.

Нужные биополимеры и биомолекулы извлекаются из скорлупы или кожуры фруктов и затем очищаются до>99% чистота. После этого смешивается правильная комбинация различных биополимеров и биомолекул, чтобы они могли правильно взаимодействовать с неткаными волокнами для каждого применения, объясняет Веннман.

Кардочесальные нетканые материалы, полученные методом мокрой, воздушной и химической связки, в разной степени содержат связующие вещества. На данный момент связующие на биологической основе ОрганоКлик коммерчески используются в столешницах, средствах гигиены, домашнем текстиле, упаковке и сельскохозяйственном текстиле. ОрганоКлик также находится в процессе внедрения своих связующих в сухие и влажные салфетки. «Эти продукты являются одноразовыми и поэтому должны быть выброшены сразу после использования или предназначены для разложения во время использования», — говорит Веннман. «Здесь с большим преимуществом можно использовать домашнее компостируемое связующее».

Что касается сельскохозяйственного текстиля, многие тысячи тонн пластика выбрасываются и образуют микропластик на сельскохозяйственных угодьях, в то время как нетканые материалы со связующими веществами ОрганоКлик разлагаются в почву. «Многие из наших связующих также классифицируются как не содержащие пластика в соответствии с Директивой ЕС по одноразовым пластикам, а в сочетании с целлюлозным волокном нетканый материал можно классифицировать как не содержащий пластика», — добавляет она.

Веннман говорит, что при переходе от лаборатории к промышленному масштабу было много проблем. Один из них заключался в расширении как собственного производства, так и процессов у поставщиков, чтобы получать нужные биополимеры, очищенные со стабильным качеством. Еще одной задачей было внедрение связующих на биологической основе в производство нетканых материалов своих клиентов. «Существуют определенные различия по сравнению с традиционными пластиковыми связующими, которые потребовали некоторых корректировок в использовании их в машинах для производства нетканых материалов», - объясняет она. «Однако благодаря хорошему сотрудничеству как с поставщиками, так и с клиентами, мы смогли внедрить наши связующие в больших объемах производства для нетканых материалов мокрой, воздушной и кардной укладки».

В краткосрочной перспективе, по словам Веннмана, изменения в отрасли нетканых материалов уже начались, поскольку они уже видят на рынке несколько 100% биоразлагаемых и не содержащих пластика нетканых материалов. Команда ОрганоКлик также считает, что нетканые материалы, полученные воздушной и мокрой укладкой на основе целлюлозных волокон и/или целлюлозы, будут подлежать вторичной переработке, что еще больше продлит жизненный цикл материалов, прежде чем они в конечном итоге будут компостированы или станут биоэнергетическими. «В долгосрочной перспективе мы предвидим, что многие другие области применения могут стать на 100% биологически обоснованными и пригодными для вторичной переработки, и что, будем надеяться, нетканые материалы как группа продуктов смогут получить еще лучшее восприятие устойчивости», — говорит она.

Исследования, лежащие в основе этих технологий, теперь представлены в докторской диссертации Веннмана в сотрудничестве с КТХ — Королевским технологическим институтом под названием «Биоосновные и биоразлагаемые связующие для бумаги и нетканых материалов». Связующие на биологической основе были использованы в нескольких отраслях промышленности и в 2023 году заменили более 2000 тонн пластика.