Tradiční bioplasty nejsou příliš pevné nebo odolné. A tradiční kompozity s uhlíkovými vlákny zase velmi zatěžují životní prostředí. Němečtí materiáloví vědci proto vytvořili polymléčné kompozity, které spojují dohromady to nejlepší z bioplastů a kompozitů s uhlíkovými vlákny.
Kyselina polymléčná neboli polylaktid (PLA, podle anglického polylactic acid) představuje typický bioplast, který je relativně vstřícný vůči životnímu prostředí a snadno recyklovatelný. Kompozity, jako jsou materiály z uhlíkových vláken, bývají obvykle mnohem méně ekologické, ale zároveň také mnohem pevnější.
Tým odborníků německého Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie nedávno vytvořil materiál, který podle nich v sobě kombinuje nejlepší vlastnosti obou, tedy jak kyseliny polymléčné, tak i kompozitů s uhlíkovými vlákny. Je to polymléčný kompozit.
Kyselina polymléčná se na rozdíl od tradičních „ropných“ plastů vyrábí z obnovitelných zdrojů, jako je kukuřičný škrob, maniok nebo cukrová třtina. Materiál z kyseliny polymléčné je beze zbytku recyklovatelný, pokud je k dispozici příslušné zařízení. Rovněž je kompostovatelný ve velkém a za správných podmínek se během pár let biologicky rozloží.
Jako jiné podobné plasty, i kyselina polymléčná sama o sobě nemá mechanickou pevnost a odolnost, která je typická pro kompozitní materiály. Na druhou stranu, tradiční kompozity jsou vytvořeny z nejméně dvou různých materiálů, které jsou navzájem smísené. Proto je recyklace takových kompozitů velmi problematická a obvykle se nevyplatí kvůli technologickým komplikacím a vysokým nákladům.
Německý tým si s tím poradil tak, že vytvořil kompozit z utkaných vláken kyseliny polymléčné, která jsou umístěna v matrici, tvořené opět kyselinou polymléčnou. Ve skutečnosti ale nejde o zcela totožné bioplasty. Vlákna kyseliny polymléčné mají vyšší bod tání než kyselina polymléčná v matrici materiálu. Během výroby jsou pevná vlákna kyseliny polymléčné umístěna do kapalné matrice, která vznikne z rozpuštěných granulí kyseliny polymléčné. Pak dojde k ztuhnutí nového materiálu. Recyklace polymléčného kompozitu není příliš složitá. Stačí jen rozpouštět vlákna a matrici materiálu za různých teplot.
Podle představitelů institutu Fraunhofer by nový materiál mohl konkurovat komerčně dostupným polypropylenovým kompozitům. Velkou výhodou podle nich také je, že výroba kyseliny polymléčné spotřebuje oproti svým „ropným“ protějškům asi jen polovinu energie, a také vyprodukuje asi poloviny množství oxidu uhličitého na kilogram materiálu.
Polymléčné kompozity, které vznikly v rámci evropského projektu Bio4self, by po dalším vývoji mohly nalézt široké uplatnění ve sportu, automobilovém průmyslu nebo třeba v medicínských aplikacích.
Zdroj: Fraunhofer