Биологические материалы для клеев и герметиков: революция в области устойчивого развития уже здесь

Для развития биоэкономики необходимы новые технологии, которые раздвигают границы производительности, основанной на биотехнологиях.

По прогнозам ООН, к 2050 году численность населения планеты достигнет примерно 9,5 миллиардов человек. Ожидается, что миллионы людей выберутся из бедности, повысив уровень жизни и стимулируя спрос на химическую продукцию. Однако этот рост также вынуждает правительства и бизнес удовлетворять потребности населения в продовольствии, жилье, инфраструктуре и мобильности в мире с ограниченными ресурсами. Это означает, что производители химической продукции должны предлагать более безопасные, более экологичные продукты с меньшим воздействием на окружающую среду, обеспечивая при этом эквивалентные или более высокие характеристики по сравнению с продуктами на основе ископаемого топлива.

Растущий спрос на устойчивое развитие создает возможности для отрасли клеев по выпуску продуктов будущего. Сюда входят возобновляемые, ответственно добываемые материалы, которые способствуют развитию биоэкономики и решению глобальных проблем, таких как изменение климата. Химические вещества для сосны, например, являются экологически безопасными с точки зрения материалов, а также ответственно добываются и обрабатываются на протяжении всей цепочки создания стоимости.

Химические компании предлагают вещества для повышения клейкости, полученные из сосен, которые часто выращиваются в ответственно управляемых лесах и заготавливаются для лесной и бумажной промышленности. Через цепочку поставок бумажная промышленность контролирует происхождение сосен. При переработке сосновых деревьев в бумагу или картон необходимо удалить сок (называемый сырым талловым маслом или CTO), чтобы его можно было превратить в бумажную массу.

С целлюлозного завода CTO транспортируется на биоперерабатывающий завод, где начинается процесс производства различных биологических продуктов. Вместо того, чтобы тратить этот побочный поток впустую, поставщики превращают CTO в материалы с добавленной стоимостью, которые можно использовать во многих приложениях.

В отличие от других возобновляемых продуктов, таких как соя или пальмы, сосновые леса не конкурируют с землями, необходимыми для производства продуктов питания, и им не нужны новые сельскохозяйственные угодья. Это приводит к значительному снижению выбросов углекислого газа для многих получаемых продуктов на биологической основе.

Поступая на биоперерабатывающий завод, CTO очищается и перерабатывается в различные фракции, такие как жирные кислоты таллового масла, талловая канифоль, дистиллированное талловое масло и пек. Далее эти фракции можно перерабатывать в широкий спектр химикатов биологического происхождения, которые составляют строительные блоки для различных применений, например, эфиры канифоли для термоплавких клеев или самоклеящиеся клеи.

Повышение стандартов производительности для материалов на биологической основе

В течение многих лет химическая промышленность предлагала производителям клеев средства для повышения клейкости, изготовленные из ископаемого топлива и биологических источников, таких как сложные эфиры канифоли. Популярность эфиров канифоли растет, поскольку их полярность и совместимость с полимерами обеспечивают превосходную специфическую адгезию к широкому спектру оснований.

В принципе, эфиры канифоли более сложны, чем их углеводородные аналоги, поскольку они обладают более высокой степенью функциональности. Это может усложнить этапы очистки, поскольку для оптимизации выхода, качества и консистенции продукта потребуется различная интегрированная обработка.

Поскольку эфиры канифоли представляют собой продукт природного происхождения, возникают некоторые проблемы со стабилизацией материала. Рыночный спрос на более легкие и стабильные материалы растет в результате общего мнения, что более светлый цвет отражает лучшее качество продукции. Традиционно этих характеристик легче достичь, используя продукты на основе углеводородов.

Хотя различные технологии позволяют производить эфиры канифоли с высокой окислительной стабильностью, все еще существуют недостатки в отношении цвета смолы. За прошедшие годы были сделаны некоторые итерации, но основная химия существенно не изменилась. Между тем, существует потребность в химии эфиров канифоли, чтобы обеспечить экономически эффективное производство продуктов с улучшенным цветом и окислительной стабильностью. Одним из последних открытий является технология эфиров канифоли*, которая обеспечивается новым классом катализаторов, позволяющим производить эфиры канифоли почти белого цвета.

Эта технология позволяет производить эфир канифоли со снижением чистоты цвета до 1,8 G в сочетании с окислительной стабильностью. Оба этих преимущества являются важными параметрами, которые необходимы в различных отраслях промышленности, таких как производство клеев и дорожной разметки. Способность удовлетворить эти требования к производительности будет стимулировать дальнейший спрос на устойчивые решения.

Первоначальные оценки жизненного цикла показывают, что — от колыбели до ворот — новые эфиры канифоли, изготовленные по этой технологии, производят менее половины выбросов углекислого газа по сравнению с углеводородной альтернативой. Такое существенное сокращение выбросов углекислого газа привлекает производителей, стремящихся снизить воздействие на окружающую среду.

Повышение производительности

С растущим спросом на устойчивое развитие во всей цепочке создания стоимости и передовыми технологиями, позволяющими получить больше преимуществ от материалов на биологической основе, потребность в устойчивых решениях только растет. Давление со стороны правительств, клиентов и потребителей требует от производителей клеев продолжать повышать производительность, одновременно снижая воздействие на окружающую среду. Компании, которые заранее предпримут необходимые шаги и перейдут на материалы на биологической основе, будут иметь хорошие возможности для удовлетворения рыночного спроса — сейчас и в будущем.