Výroba bioplastov – projektové projekty s riasami, kukuričným škrobom a inými prírodnými látkami

Môžu biologicky rozložiteľné plasty vyrobené z prírodných látok, ako sú riasy, nahradiť fosílne polyméry? Existuje množstvo dizajnérov, ktorí už experimentujú s bioplastmi. Tieto pozostávajú z kukuričného škrobu alebo z krabových škrupín a stávajú sa tak bioplastmi. V tomto príspevku sme dali dohromady niekoľko inšpiratívnych dizajnových projektov v tomto ohľade, v ktorých dizajnéri vytvárajú svoje diela pomocou bioplastov. Pojem „bioplast“ znamená plast, ktorý je úplne alebo čiastočne založený na organickej biomase a nie na rope. Keď ľudia vyrábajú bioplasty, väčšina z nich je biologicky odbúrateľných, čo je teoreticky jedna z ich najväčších výhod. Je však ľahké zameniť niektoré zaužívané pojmy. Aj keď to znie podobne, bio definícia vo vzťahu k bioplastom nie je zameniteľná.

Pre aké aplikácie je možné vyrábať bioplasty??

Vedeli ste, že bioplasty existujú najmenej 100 rokov? Kukuričný olej a sójový olej sa používajú na výrobu autodielov pre niektoré modely Ford. V posledných rokoch sa bioplasty používajú v širokej škále spotrebiteľských výrobkov, ako sú nádoby na potraviny, vrecká na potraviny, biologicky odbúrateľné pomôcky a obaly na potraviny. Tieto sa nazývajú komoditné plasty a môžu sa použiť aj na technické aplikácie, ako sú elektrické a elektronické kryty. Stručne povedané, bioplasty sa dostali do takmer každého priemyslu: automobilový priemysel, elektronika, obaly na potraviny a nápoje, poľnohospodárstvo, textil, zdravotníctvo atď..

Výroba bioplastov – výhody

Všeobecne platí, že najväčšími výhodami rýchlo sa rozvíjajúceho priemyslu bioplastov sú nižšie energetické požiadavky a menej znečistený ekosystém. Problém pretekajúcich skládok a plávajúcich odpadkových ostrovov je teoreticky vyriešený zvýšeným používaním bioplastov. Nie všetky bioplasty sa však v rozumnom časovom období degradujú. Je úplne realistické, že niektoré plasty na biologickej báze zostanú celé desaťročia neporušené, najmä ak nie sú správne zlikvidované.

nevýhoda

Pre spotrebiteľa môže byť veľmi ťažké rozlíšiť, ktoré bioplasty sú biologicky odbúrateľné alebo kompostovateľné a ktoré konvenčné plasty môžu použiť, ktoré sú inak recyklovateľné. Z tohto dôvodu nie je mnoho bioplastov správne zlikvidovaných. Niektoré komunity dokonca ani nedokážu triediť, kompostovať alebo recyklovať bioplasty.

Z tohto dôvodu aj tak všetko skončí na skládke. Napríklad pohár z kyseliny polymliečnej (PLA plast) vyzerá ako konvenčný polymér. Navyše sa tento cíti aj ako spotrebiteľ, ktorý ho hodí do koša, namiesto aby ho skompostoval.

Výroba biopolymérov s 3D tlačou

Holandskí dizajnéri Erik Klarenbeek a Maartje Dros sa pokúšajú vytvoriť sieť biopolymérových 3D tlačiarní s názvom „3D Bakery. To znamená, že ľudia si môžu vyrábať a tlačiť vlastné ekologické výrobky ako bioplasty. Na demonštráciu konceptu založili svoje vlastné zariadenie v Ateliéri Luma v Arles.

Nazýva sa „AlgaeLab“ a ponúka možnosť kultivácie, zberu a sušenia rias, aby ich škroby mohli byť použité ako suroviny pre bioplasty. Vytvorili tiež reklamy na rôznych miestach, napríklad v múzeu Boijmans Van Beuningen v Rotterdame, ako aj 3D tlačené objekty s riasami.

Dizajnéri veria, že ich projekt poskytuje riešenie obrovskej spotreby neobnoviteľných fosílnych palív, ktoré uvoľňujú oxid uhličitý (CO2) do atmosféry, keď sa stanú materiálmi ako plast. Rastúce emisie CO2 vedci pripisujú globálnemu otepľovaniu. Ako rastlinný druh riasy počas procesu fotosyntézy absorbujú oxid uhličitý, ktorý používajú na výrobu energie. Plánovači preto obhajujú rast rias, ktoré sa používajú ako výrobný materiál na zníženie globálnych hladín CO2 a predchádzanie klimatickým zmenám.

Obaly a keramika vyrobená z rias

Austeja Platukyte vyvinula biologicky rozložiteľný materiál vyrobený z rias, ktorý by mohol nahradiť konvenčné plastové obaly na báze ropy. Absolventka predstavila projekt „To je ono“ vo svojej absolventskej prehliadke na Vilniuskej akadémii umení. Skladá sa iba z dvoch zložiek: agar vyrobený z rias a uhličitan vápenatý spevnený emulgačnými činidlami (vosk).

Dizajnér dokázal, že ľahký vodotesný materiál sa rozpadne, ak ho pustíte do zeme a budete ho pravidelne monitorovať. Navrhla rad obalov, ktoré môžu nahradiť biologicky neodbúrateľné formy. Materiál je dostatočne pevný na to, aby chránil výrobky, ale stále zostáva ľahký a vodotesný. Po použití môže byť kompostovaný alebo použitý ako hnojivo na udržanie pôdnej vlhkosti.

Obaly je možné tiež vyhodiť, pretože sa prirodzene znehodnocujú a vytvárajú sa nové vrstvy kriedy. Na preukázanie biologickej odbúrateľnosti materiálu dizajnér začiatkom roka zakopával obaly a pravidelne sledoval ich postupný rozklad..

Výroba nábytku z bioplastov

Tkanina pre kolekciu nábytku „Sea Me“ od Nienke Hoogvliet pozostáva z priadze z rias. Materiál má podobné vlastnosti ako viskóza, ale obsahuje dužinu získanú z morských rias. Konštruktéri potom použijú zvyšky rias z výrobného procesu, aby mohli vyrábať aj ďalšie bioplasty. Tak vznikli malé misky tohto druhu. Tím je presvedčený, že v budúcnosti by sme mohli všetci žiť v domoch, ktoré sú kompletne postavené a vybavené riasami.

Kolekcia „Sea Me“ obsahuje sedadlo vyrobené z látky, ktorá je ručne tkaná riasami a farbená alebo rafinovaná. Hoogvliet tiež na farbenie tkanín používal morské riasy, pričom rôzne druhy podľa toho produkovali rôzne farby. Kolekcia tiež obsahuje odkladací stolík s drevenou doskou, povrchovo upravený farbou z mechúra, ďalšej bežnej morskej riasy v Holandsku.

Jednoduchý zakrivený rám v mäkkej šedozelenej farbe z rúrkovej ocele podopiera stoličku a stôl. Hoogvliet použil zvyšné materiály z výroby nábytku na vytvorenie páru bioplastových tácok vyrobených zo 100% rias. Prvýkrát experimentoval s riasami na koberci, ktorý obsahoval morské riasy, a to tak, že ich omotal okolo rybárskej siete a zauzlil..

Náhrada kukuričného škrobu s podrážkou z bioplastu

Podrážka tenisiek Reebok Cotton + Corn je vyrobená z kukurice, stielka ricínového oleja. Vďaka zvršku z bavlny je obuv na 75 percent založená na biologickom základe, ale funguje ako všetky ostatné podobné tenisky. Podrážka je vyrobená z propándiolového materiálu, ktorý sa používa aj ako chladivo motora na biologickej báze a ako glykolový prvok pri výrobe živíc pre obuvnícky a automobilový priemysel..

Výrobca športového oblečenia predstavil prvý produkt svojej iniciatívy na podporu trvalej udržateľnosti s týmto párom bioplastovej športovej obuvi. Spoločnosť Reebok spustila program na zníženie vplyvu módneho priemyslu na životné prostredie, počnúc hľadaním alternatívy k gumovým a penovým podrážkam na báze ropy. Tenisky sú vyrobené zo 75 percent biologického materiálu, certifikovaného Ministerstvom poľnohospodárstva USA.

Botanické figúrky vyrobené z bioplastu na báze cukrovej trstiny

Spoločnosť Lego použila na stromy, listy a inú vegetáciu vo svojom okolí polyetylénový plast vyrobený z etanolu z cukrovej trstiny z udržateľných zdrojov. Cieľom dánskeho výrobcu hračiek je vyrobiť do roku 2030 všetky bloky Lego pomocou bioplastov. Okrem toho, že sa na to Lego zameralo, investovalo do veternej energie, aby vyrovnalo energiu potrebnú na výrobu plastových dielov.

Zatiaľ čo časti v tvare rastlín tvoria len malé percento výroby, konečným cieľom spoločnosti je vyrobiť do roku 2030 všetky tehly s bioplastmi. Prvá sada prvkov cukrovej trstiny sa objaví na pultoch v roku 2018. Podľa Lega sú nové prvky na báze rastlín technicky identické s prvkami vyrobenými z konvenčného plastu.

Skupina tiež predstavila udržateľné misky z dužiny pre adventné kalendáre. Ďalšie kroky, ktoré spoločnosť Lego podniká na zníženie svojej uhlíkovej stopy, investuje do veternej energie, aby zaistila, že energia použitá na výrobu kociek Lego bude kompenzovaná výrobou obnoviteľnej energie..

Bioplast mäkkýšov

Škrupina kôrovcov obsahuje chitín, ktorý Jeongwon Ji experimentálne spojil s vodou a glycerínom na výrobu bioplastu. Projekt známy ako Crustic pochádza z nárastu invazívnych čínskych vlnených krabov v britských vodách. Dizajnér použil tvory považované za škodcov ako užitočný zdroj a použil ich na vytvorenie plastových puzdier pre malé elektronické predmety, ako sú budíky..

Jeongwon Ji, absolventka Kráľovskej vysokej školy umenia, si vyrobila vlastný bioplast z krabových škrupín. Chcela vyvinúť hmatateľnejší prípad pre elektronické výrobky a extrahovať z neho glukózu z rakoviny. Výsledkom bolo, že v laboratóriu vytvorila vlastný materiál z pokusov a omylov. Zmes na vodnej báze trvá oveľa dlhšie ako tradičné plasty, ale ingrediencie sú úplne netoxické, vysvetlila.

“Aj keď je výrobný čas dlhší, tento netoxický proces môže predĺžiť životnosť tých, ktorí vyrábajú našu elektroniku.” Napriek tomu, že všetky vzory sú vyrobené v presných geometrických tvaroch dreva, materiál pri vytvrdzovaní drsne a deformuje sa, čo má za následok hmatateľné a organické tvary. „Chcela som spochybniť archetypy elektronických výrobkov používaním hmatových povrchov a vytváraním tvarov, ktoré vyzerajú, akoby boli vyrobené z niečoho iného, ​​niečoho prirodzeného,“ povedala..

FORMcard – výtvarná karta od Petra Marigolda

Londýnsky dizajnér Peter Marigold vytvoril netoxickú, ale farebnú kartu z bioplastu o veľkosti bežnej kreditnej karty. Toto vo vode zmäkčuje a dá sa použiť na navrhovanie príveskov, na opravu plastových predmetov a okrajov stolov odolných voči deťom. Podobne ako kujné lepidlo Sugru, aj nechtíková karta bola vyrobená z bioplastu na báze kukuričného škrobu a obsahovala farebné pigmenty namiesto univerzálnych pigmentov bežne používaných v plastoch..

Materiál na báze škrobu za tepla priľne k iným plastom, a preto ho možno použiť na držanie rozbitých plastových hračiek alebo iných predmetov na mieste. Opakovane použiteľná karta FORMcard je navrhnutá tak, aby sa dala nosiť v peňaženke. To znamená, že je vždy k dispozícii pre núdzové opravy. “Vynález je dostatočne silný na to, aby v prípade núdze vyrobil jednoduchý kľúč,” povedal Marigold, ktorý experimentuje s termoplastmi dva roky..

Pavilón ITKE ArboSkin

Študenti a profesori z ITKE Univerzity v Stuttgarte, výskumnej jednotky, ktorá pravidelne stavia prelomové pavilóny, skonštruovali tento špicatý, zakrivený pavilón, aby demonštrovali vlastnosti bioplastu vyvinutého pre stavebný priemysel. Arboblend je názov materiálu od nemeckej spoločnosti Tecnaro. Kombinuje biopolyméry, ako je lignín, vedľajší produkt procesu výroby buničiny z dreva, na výrobu teplom tvarovateľných filmov z bioplastov. Platne sa zahrievajú, aby sa sformovali do fazetových tvarov. Plastový odpad je možné granulovať na opätovné použitie.

Dvojito zakrivená koža je vytvorená spojením pyramíd k sebe, pričom nosné prstence a trámy pomáhajú vytvárať nosné steny. Pri CNC frézovaní boli odstránené časti niektorých modulov, čím sa vytvorili otvory vo fasáde. Odpadový materiál z tohto procesu možno opäť granulovať a vrátiť späť do výrobného procesu, zatiaľ čo plastové fólie je možné na konci životnosti kompostovať.