Найдут ли материалы на биологической основе применение в порошковых покрытиях?

В течение последнего десятилетия или около того исследователи изучали возможности использования материалов на биологической основе в рецептурах порошковых покрытий. На данный момент им еще предстоит совершить коммерческий прорыв. Возобновляются усилия по повторному изучению возможностей. Принесут ли эти программы, наконец, свои плоды? Давайте взглянем на эти проблемы.

Как создаются формулы порошковых покрытий на биологической основе? Как правило, ученые ищут способы выделения мономеров из растительных материалов, которые могут быть использованы в качестве строительных блоков для смол для порошковых покрытий. Мономеры могут быть получены из таких источников, как соевые бобы, кукуруза, целлюлоза (например, хлопок, древесина и конопля), сахарный тростник, пальмы и льняное масло (лен). Для порошковых покрытий они исследуют способы синтеза мономеров, которые могут быть использованы для получения полиэфирных смол.

Они могут быть карбоксильными или гидроксильными функциональными и должны иметь два или более реакционноспособных участка, чтобы стать частью полимерной цепи. Но зачем использовать материалы на биологической основе для порошковых покрытий? Ответ не столь очевиден. Нетрудно понять, что продукты на биологической основе могут снизить зависимость от нефтяного сырья для производства наших смол, отвердителей и добавок.

Есть и другие причины. Одним из долгосрочных аспектов использования материалов на биологической основе является контроль над цепочкой поставок сырья для производства смол и , следовательно, стабильность цен. На нефтяное сырье влияют мировые и политические события в иногда нестабильных нефтедобывающих странах, таких как Саудовская Аравия, Иран, Ирак, Россия, Венесуэла и другие.

При тщательном управлении и планировании использование биовозобновляемых источников может быть ограничено сельскохозяйственным производством в США, что обеспечит стабильность поставок и цен. Однако разработка и использование биоматериалов для промышленной продукции сопряжено с целым рядом проблем, выходящих за рамки простого предложения, спроса и затрат на сырье. Есть еще много вопросов, которые необходимо рассмотреть, прежде чем выделять ресурсы на разработку биоматериалов для покрытий.

Стоимость производства, воздействие на окружающую среду Одной из самых больших проблем является разработка процесса, который не является энергетическим интенсивный или дорогостоящий. Процесс превращения растительного сырья в пригодный для использования мономер не должен требовать обременительной логистики и сложных или малозатратных технологических процессов, в противном случае эти затраты могут перевесить выгоду от использования био.

С практической точки зрения, процесс синтеза полимера конкурирует по затратам на конверсию с преобладающими методами полимеризации. Соотношение затрат и производительности может отрицательно сказаться, если процесс на основе биоматериалов обходится дороже, чем при использовании мономеров на нефтяной основе. Если процесс преобразования на растительной основе превращение материалов в мономеры и последующая полимеризация требуют дополнительных затрат на логистику, инфраструктуру и энергию, что может негативно сказаться на состоянии окружающей среды с выгодой использования возобновляемого сырья.

Это стало яблоком раздора при производстве этанола для использования в рецептурах бензинов. Некоторые аналитики утверждают , что затраты энергии на перегонку побочных продуктов переработки кукурузы в этанол перевешивают его энергетическую ценность в качестве топлива. Затраты на производство мономеров для смол все еще находятся в стадии разработки, однако не похоже, что они будут ниже , чем при производстве полимеров на нефтяной основе.

То, как производятся материалы на растительной основе, несомненно, влияет на воздействие на окружающую среду. Повысится ли спрос на покрытия мономеры влияют на плотность земледелия, использование пахотных земель и поступление удобрений в водосборные бассейны? Выращивание большего количества сельскохозяйственных культур для производства промышленных продуктов, таких как порошковые покрытия , потенциально может иметь негативные последствия для окружающей среды. В идеале органические корма должны производиться на существующих фермах с использованием побочных продуктов, таких как соевое масло, которое получается при выделении наиболее востребованных соевых белков из соевых бобов.

 Независимо от того, откуда берутся мономеры и как производятся смолы, конечный продукт должен обладать высокими эксплуатационными характеристиками, чтобы стать коммерческой реальностью. Почти все продукты на биологической основе, синтезированные на сегодняшний день для порошковых покрытий , не соответствуют современным технологиям. В большинстве случаев продукт для биообновления уступает по стойкости цвета и стойкости к ультрафиолетовому излучению. Эти недостатки действительно бросаются в глаза разработчику рецептур порошковых покрытий и его клиентам. На ум приходит фраза “вдвое меньшая производительность при удвоенной цене”.

Промышленность просто не может принять продукт только потому, что он синтезирован на растительной основе. Качество и производительность должны оправдывать переход на новые технологии. Критерием является одинаковая производительность, а более высокая производительность - более достойная цель.

Влияние на пищевую цепочку. Еще один ключевой вопрос заключается в том, как использование растительного сырья для промышленных изделий повлияет на качество продукции, повлияет на цепочку поставок продовольствия. Использование кукурузы для производства крахмала, который впоследствии преобразуется в сахара (в основном глюкозу) , а затем в дикислоты или гликоли, окажет влияние на продовольственное снабжение. Интересно, что подавляющее большинство производимой кукурузы используется на корм скоту. Если мировое потребление продуктов из говядины сократится, то вполне возможно, что появится возможность использовать кукурузу в промышленных целях . В то же время трудно  оправдать вмешательство в производство кукурузы для производства смолы для порошковых покрытий.