VTT тестирует пластиковую плёнку Thermocell на основе целлюлозы

Новые разработки в области пищевых упаковочных материалов на основе целлюлозы переходят к этапу тестирования промышленного производства

Возможность вторичной переработки упаковочных материалов вызывает растущий интерес как у потребителей, так и у производителей упаковки. Особенно актуальными являются био-решения для замены пластмасс производимых из минерального сырья, которые можно будет перерабатывать, использовать и рециклировать, как традиционные пластики. Одним из таких вариантов является целлюлоза, структурный компонент растений, который, как и пластик, состоит из макромолекул. Целлюлоза извлекается из древесины, и не уменьшает количество сырья используемого в производстве продуктов питания, как это делают многие другие биоматериалы. Кроме того, в производстве целлюлозы уже внедрены различные инновационные технологии. Однако целлюлозе как таковой не хватает одной важной особенности упаковочного пластика: термопластичности.

Технология повышающая термопластичность целлюлозы
Метод, разработанный институтом VTT, позволяет производить термопластичный материал Thermocell из целлюлозы и жирных кислот на биологической основе, который можно применять в таких технологиях, как литьё под давлением, ламинирование бумаги и картона, а также 3D-печать. В настоящее время основное внимание при разработке плёнок уделяется экструзионной технологии.

«Мы перешли от лабораторных тестов к более крупному оборудованию, одновременно улучшив качество плёнки. Наша цель - показать, что плёнка Thermocell может производиться в промышленных масштабах с использованием того же оборудования, которое используется для традиционных пластиковых плёнок, достигая характеристик, отвечающих потребностям пищевой промышленности. Именно по этой причине компании Arla Foods, Paulig и Wipak также принимают участие в исследовании», - расказывает Ярмо Роппонен, руководитель исследовательской группы VTT.

«В ближайшие годы основное внимание при разработке упаковки будет уделяться возможности вторичной переработки. Производство возобновляемых материалов на биологической основе отражает наши долгосрочные цели. Разработка Thermocell по-прежнему требует исследований, чтобы гарантировать, что его можно будет использовать с промышленным оборудованием, и что он, помимо всего прочего, будет иметь длительный срок хранения. Мы хотим поддержать изучение таких материалов, чтобы требования нашей продукции учитывались уже на ранних этапах», - добавляет Кати Рэнделл из Paulig.

Плёнки из целлюлозы для пищевой упаковки
При упаковке пищевых продуктов предпочтение отдаётся плёнкам, которые должны быть как можно более тонкими и прочными, но при этом обеспечивающими надёжную защиту. Уже было доказано, что новинка хорошо защищает от водяного пара, и ни один из её компонентов не проникает в пищу. Плёнку Thermocell также можно сваривать с помощью стандартного оборудования производителя.

Существенным достижением Thermocell является меньшая толщина пленки. С развитием производственного оборудования плёнка стала более ровной, а её толщина уже снизилась до 100 микрометров. Так как материал должен конкурировать с тонкими пластиковыми плёнками из ископаемого сырья, толщину необходимо уменьшить ещё больше. Цель также состоит в том, чтобы улучшить прочность и защитные свойства плёнки благодаря процессу ориентации.

«Отзывы компаний-партнёров также позволили нам увидеть и другие преимущества, важные на рынке. Одним из примеров являются характеристики трения, благодаря которым её можно было бы более эффективно использовать на промышленных упаковочных линиях», - комментирует Роппонен.

Возможность вторичной переработки Thermocell оказалась почти такой же, как у наиболее распространённых термопластов. Его можно регранулирорвать и снова экструдировать не менее пяти раз без значительного ухудшения его свойств. Рециклинг по-прежнему требует отдельной сортировки.

Термопластичный полимер на биооснове без добавок
Первые пластмассы на основе целлюлозы были разработаны ещё до того, как кто-либо задумался об использовании нефти в качестве сырья. Ацетаты целлюлозы, которые всё ещё широко используются, появились именно в то далёкое время, но увеличение его термопластические свойства требует введения большого количества модицицирующих добавок. Thermocell, который производится из целлюлозы и жирных кислот, демонстрирует термопластичность без каких-либо дополнительных веществ.

В технологии, разработанной VTT, молекулы целлюлозы перед добавлением жирных кислот разделяют на более короткие цепи, улучшая её реакционную способность и делая полученный материал более термопластичным. В то же время это обеспечивает лучшую защиту от водяного пара и упрощённый процесс сваривания.

«В последних испытаниях мы использовали лишь небольшое количество традиционных добавок для полимеров, потому что они упрощают производство плёнки и улучшают её характеристики», - уточняет Роппонен.

Как только завершится отладка технологии в рамках традиционных применений пластиковой плёнки в соответствии с потребностями производителей упаковки, фокус исследований может быть перенесён на практические концепции вторичной переработки. Цель состоит в том, чтобы адаптировать плёнку к системам сбора и рециклинга, которые используются на основных мировых рынках.

Vttresearch.com.