유기 재료는 플라스틱 제조의 미래입니까?

2부:플라스틱 하드웨어의 유기 충전제

유기물이 고갈되면 유기 재료가 플라스틱 제조의 미래가 될 수 있습니까? 플라스틱은 석유를 기반으로 하므로 미래에 플라스틱을 더 이상 사용할 수 없게 될까요? 이것이 우리 사회에 미칠 지대한 영향을 상상해 보십시오. 휴대폰이나 컴퓨터 케이스, 심지어 옷, 신발, 가구를 어떻게 제조할 것인가?

유기 재료는 오랫동안 플라스틱 제조에 사용되었습니다. 최초의 진정한 합성 플라스틱은 1900년대 초 벨기에 태생의 미국인이 뉴욕에서 개발한 베이클라이트입니다. 화학자 레오 베이클랜드. 최초의 상업적 사용은 1916년 롤스로이스의 변속 손잡이에 사용되었습니다. 오늘날 베이클라이트는 일반적으로 페놀 수지라고 합니다. 유기화합물인 페놀과 알데히드를 결합하여 만듭니다. 압력과 열이 가해지면 중합이 일어납니다. 또한 베이클라이트는 목피가루를 함유하고 있으며 유전 특성이 우수한 열경화성 페놀 포름알데히드 수지입니다. 비전도성 및 내열성 때문에 인쇄회로기판에 사용되었습니다. 또한 당구공, 냄비 및 팬용 손잡이, 전자 기기 및 보석용 플러그를 비롯한 다양한 소비재에도 사용되었습니다.

유기 재료는 플라스틱 제조에서 기본 수지를 만들기 위해 그리고 충전재로 사용됩니다. 유기농 충전재에는 견과 껍질 가루, 목분, 쌀겨 가루, 밀 왕겨, 아마 껍질, 옥수수 속 가루, 닭 깃털, 코르크 가루, 조개 껍질 가루 등이 있습니다. 첨가제 유기 충전제 또는 바이오 충전제는 일반적으로 기본 수지를 확장하기 위해 고분자 복합 재료에 사용됩니다. 이러한 폴리머에는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 PVC가 포함됩니다. 유기 충전제는 저밀도, 저비용 및 가공 장비의 용이성과 같은 몇 가지 장점이 있습니다. 그러나 천연 섬유는 고온에서 분해되는 경향이 있으므로 이러한 충전재를 사용한 복합 재료는 용융 온도가 낮은 플라스틱으로 제한됩니다. 열가소성 복합 재료의 천연 섬유도 충격 강도를 낮추는 경향이 있습니다.

미국에서는 건축 자재용 목재-플라스틱 복합재(WTC)의 첨가제 충전재로 유기 재료가 자주 사용됩니다. 예를 들어, 퀘벡의 Composite Technology Resources는 60%의 왕겨와 40%의 재활용 고밀도 폴리에틸렌으로 만들어진 이러한 종류의 제품을 보유하고 있습니다. 미국과 유럽 모두에서 바이오 필러는 인테리어 패널, 대시보드 및 자동차 지붕을 포함한 자동차 애플리케이션에 사용됩니다. 예를 들어, 2014 Ford F-150 트럭의 전기 하니스에 사용된 폴리프로필렌의 활석 기반 충전재를 Arkansas 농장의 왕겨로 대체했습니다. Ford F 시리즈는 35년 넘게 미국에서 가장 많이 팔린 트럭입니다. 2015년 폭스바겐 골프에서 헤드램프, 엔진 냉각 시스템 및 기타 운전자 지원 시스템을 지원하는 프런트 엔드 캐리어는 50% 폴리프로필렌과 50% 아마 섬유로 만들어졌습니다.

유기 화합물을 사용하여 기본 수지를 제조할 수도 있습니다. 우리는 이미 베이클라이트(페놀)를 구성하는 유기 물질을 고려했습니다. 리그닌은 생체 고분자의 또 다른 공급원입니다. 리그닌은 식물과 나무의 조직에서 발견되는 복잡한 유기 고분자입니다.

줄기, 나뭇가지, 줄기를 모양과 형태로 만드는 물질입니다. 셀룰로오스 다음으로 지구상에서 가장 풍부한 유기 고분자 중 하나입니다. 리그닌은 펄프 공장, 바이오 연료 및 식물 재료로부터의 화학 또는 제약 생산을 포함한 많은 산업 공정의 부산물입니다. 리그닌으로 플라스틱을 만드는 과학은 아직 완전히 개발되지 않았으며 유망한 연구가 전 세계적으로 진행 중이지만 현재 상업적으로 사용되는 이러한 바이오 플라스틱의 예가 있습니다. 캐나다의 Pure Lignin Biotechnology Ltd.는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌에 첨가할 수 있는 리그닌 바이오 충전제를 판매하며 이는 완성된 폴리머의 20%를 차지합니다. 회사에 따르면 생성된 폴리머는 개선된 인장 강도와 굴곡 탄성률의 증가를 나타냅니다. University of Arkansas MBA 프로그램의 신생 기업인 cycleWood Solutions, LLC는 리그닌 기반의 100% 생분해성 및 퇴비화 가능한 열가소성 수지(Xylomer ^{TM)로 만든 일회용 비닐 봉지를 판매합니다.} 약 180일 만에 부식질로 분해되는 컵, 접시 및 가방으로 만들 수 있습니다.

석유 매장량이 고갈되고 재활용 가능한 바이오플라스틱에 대한 수요가 증가함에 따라 플라스틱 제조 산업에서 더 많은 유기 물질을 충전제 및 기본 수지로 볼 수 있습니다.

플라스틱 제조의 미래에 대한 비전은 무엇입니까? 아래 댓글 섹션에서 알려주십시오.

강화 플라스틱에 대한 자세한 정보를 찾고 계십니까? 고강도 플라스틱에 대한 무료 가이드를 다운로드하십시오.