• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Biomasa źródłem cennych biowłókien

    03.03.2010. 16:27
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    Wytwarzane z biomasy geowłókniny do umacniania poboczy, włókna chłonące pot, środki higieny osobistej - to przykładowe materiały, które powstaną w ramach projektu "Zastosowanie biomasy do wytwarzania polimerowych materiałów przyjaznych środowisku". Na przeprowadzenie badań międzyuczelniany zespół polskich naukowców otrzymał ponad 31 mln złotych ze środków Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, przyznanych w ramach konkursu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

    W badaniach biorą udział: Politechnika Łódzka - lider projektu, Instytut Biopolimerów i Włókien Chemicznych, Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych Polskiej Akademii Nauk, Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie i Główny Instytut Górnictwa.

    Jak wyjaśnił w rozmowie z PAP koordynator projektu prof. Andrzej Okruszek z Politechniki Łódzkiej, podstawowym surowcem na którym będą pracowali naukowcy jest biomasa roślinna. Naukowcy będą więc korzystali z surowców takich jak m.in. ziemniaki, buraki cukrowe, ziarna zbóż i kukurydzy, bawełna, oleje rzepakowe, a także z produktów odpadowych czyli np. wysłodków buraczanych, słomy lnianej czy odpadów bawełny.

    Prof. Okruszek powiedział, że jednym ze sposobów przerobienia biomasy na użyteczne produkty jest otrzymanie tzw. nanowłókien celulozowych.

    "Biomasa wysokocelulozowa ulega obróbce metodami enzymatycznymi i fizyko-chemicznymi" - tłumaczył naukowiec. "Naszym głównym narzędziem jest preparat multienzymowy otrzymywany z pleśni +Aspergillus niger+, w czym wyspecjalizował się zespół prof. Tadeusza Antczaka z Politechniki Łódzkiej. W wyniku obróbki wybranej biomasy otrzymujemy nanowłókna celulozowe. Od zwykłych włókien celulozowych różnią się one specjalnymi właściwościami - są znacznie cieńsze osiągając w przekroju rozmiary nano- czy mikrometrów" - dodał.

    Wyjaśnił, że celem naukowców nie są jednak włókna same w sobie, ale przetworzenie ich na innowacyjne materiały kompozytowe (materiały złożone z dwóch lub więcej komponentów o różnych właściwościach - PAP). "Nasze kompozyty włókniste to takie materiały, które z jednej strony będą zwierały np. nanowłókna celulozowe, a z drugiej polimery np. biodegradowalne poliestry, polikwas mlekowy (PLA) oraz szereg innych substancji modyfikujących" - dodał.

    Z otrzymanych materiałów włóknistych w dalszej części prac będą powstawały włókna odzieżowe, włókna chłonące pot, środki higieny osobistej, chusteczki higieniczne czy pieluchy. "Będą powstawały również włókniny specjalnego przeznaczenia - np. włókniny filtracyjne oraz geowłókniny, czyli maty włókninowe, które służą do umacniania poboczy lub worki przeciwpowodziowe" - opisał prof. Okruszek. Zapowiedział, że naukowcy będą również wytwarzali agrowłókniny, które posłużą np. do wytwarzania mat ochraniającymi niektóre uprawy rolne.

    "Komponenty naszych włóknin są biodegradowalne w związku z tym, częścią składową naszego projektu jest także badanie procesów starzenia i kontrolowanej degradacji takich produktów, warunków ich recyklingu oraz ewentualnie użycie produktów degradacji do celów agrotechnicznych" - tłumaczył specjalista.

    Naukowcy rozpoczęli prace badawcze na początku stycznia 2010 r., a zakończą je z końcem listopada 2013 roku. Prof. Okruszek zaznaczył, że naukowcom udało się już nawiązać kontakty z zakładami dysponującymi biomasą, którą będzie można wykorzystać w badaniach naukowych.

    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Włókno – podstawowa jednostka struktury wielu materiałów, która charakteryzuje się znaczną długością i niewielkim przekrojem. Zwykle przyjmuje się, że włóknem jest struktura, której długość jest minimum 100 razy większa od jej przekroju. Włókna występują zarówno w materiałach naturalnych jak i produkowanych przez człowieka. Niektóre materiały są wykonane prawie wyłącznie z włókien, podczas gdy w innych włókna stanowią tylko jeden z elementów wzmacniających ich strukturę. Mechaniczny przerób słomy lnianej – trzeci, ostatni, etap obróbki słomy w procesie pozyskiwania włókna z roślin włóknistych (len, konopie), polegający na oddzieleniu paździerzy od włókna (łyka) oraz oczyszczeniu włókna lnianego. Włókna pozyskiwane z tych roślin określa się mianem włókien łykowych. Włókna celulozowe - sypki materiał budowlany zawierający głównie celulozę, przeznaczony do wykonywania izolacji termicznych. Produkowane są z makulatury gazetowej, z której uzyskuje się włókna. Impregnowane są związkami boru. Gotowe włókna celulozowe kompresowane są w opakowaniach do ok. 150 kg/m³.

    Laminaty – rodzaj kompozytów: tworzywa powstające z połączenia dwóch materiałów o różnych właściwościach mechanicznych, fizycznych i technologicznych, w których składnik wzmacniający (tzw. zbrojenie) jest układany w postaci warstw (łac. lamina – cienka blaszka, płytka – stąd nazwa laminatów), między którymi znajduje się wypełnienie, pełniące rolę lepiszcza. Warstwy wzmocnienia mogą być w postaci włókien ciągłych ułożonych jednokierunkowo (tzw. rovingu), tkanin lub mat z włókna ciętego. Laminat, ze względu na swoją strukturę, ma dobrą wytrzymałość w kierunku włókien, ale bardzo słabą wytrzymałość w kierunku prostopadłym do warstw. Typowym naturalnym laminatem jest drewno, w którym wytrzymałe i sprężyste, choć wiotkie włókna celulozowe są spajane w sztywne i odporne tworzywo przez tzw. ligninę (drzewnik) o wiele mniej wytrzymałą mechanicznie od celulozy. Włókna syntetyczne - włókna chemiczne wytwarzane w różnych procesach technologii chemicznej z polimerów nie występujących w przyrodzie (np. z poliamidów, poliestrów, poliuretanów), otrzymywanych z monomerów w procesach polimeryzacji lub polikondensacji. Proces wytwarzania włókien obejmuje m.in.:

    Materiał ścierny - materiał służący do obróbki powierzchni wykorzystujący właściwości ziarna ściernego. Jako ziarno ścierne w procesie produkcji wykorzystywane są korund, węglik krzemu, azotek boru lub diament. Materiały ścierne wytwarzane są przede wszystkim w postaci arkuszy papieru ściernego, taśm, krążków, gąbek ściernych lub włókniny. Roszenie słomy lnianej – druga, po odziarnianiu, faza obróbki słomy w procesie pozyskiwania włókna z roślin włóknistych (len, konopie). Włókna pozyskiwane z tych roślin określa się mianem włókien łykowych.

    Badania materiałowe – interdyscyplinarny obszar badań naukowo-technicznych, w którym jest prowadzona analiza wpływu chemicznej i fizycznej struktury materiałów na ich właściwości elektryczne, mechaniczne, optyczne, powierzchniowe, chemiczne, magnetyczne i termiczne (także rozmaite kombinacje tych właściwości) oraz są opracowywane sposoby wytwarzania materiałów o pożądanych właściwościach. Włókna łykowe – różnią się od włókien drewna tym, że zawsze mają jamki proste, chociaż jamki mogą mieć kontury zarówno koliste jak i wąskie. Na ogół włókna łyka osiągają większą długość niż włókna drewna. Ich błony drewnieją z wiekiem i możemy spotkać wszystkie stopnie ich przemian od błon z celulozy aż do zupełnie zdrewniałych. Włókna niektórych roślin zamierają, gdy osiągną pełny rozwój, wtedy wypełnione są wodą i powietrzem. Pełnią wówczas rolę komórek wzmacniających. U niektórych roślin włókna mają grube ścianki i są bardzo długie np. u lnu, konopi i używane są do celów przemysłowych. Powstały prawdopodobnie z komórek parenchymatycznych na co wykazuje obecność w ich błonach jamek prostych.

    Badania materiałowe – interdyscyplinarny obszar badań naukowo-technicznych, w którym jest prowadzona analiza wpływu chemicznej i fizycznej struktury materiałów na ich właściwości elektryczne, mechaniczne, optyczne, powierzchniowe, chemiczne, magnetyczne i termiczne (także rozmaite kombinacje tych właściwości) oraz są opracowywane sposoby wytwarzania materiałów o pożądanych właściwościach.

    Dysza przędzalnicza (filiera) – część urządzenia, stosowanego do formowania włókien sztucznych i syntetycznych, krążek lub kołpaczek z wieloma małymi otworkami, przez które płyn przędzalniczy jest wtłaczany do przestrzeni, w której powstaje włókno (np. do kąpieli przędzalniczej). Rozwiązania techniczne są wzorowane na przykładach przędzenia włókien naturalnych w przyrodzie,

    Modal – włókno celulozowe produkowane z drzew powstałe na bazie wiskozy. Cechuje je duża odporność na uszkodzenia i atłasowy połysk. Materiał pochłania o 50% więcej wilgoci niż bawełna. Jest bardzo przyjazny dla skóry, ponieważ utrzymuje ją suchą i umożliwia jej oddychanie. Ponadto jego włókna mają gładką, delikatną strukturę, która zapobiega naruszeniu powierzchni modalu w trakcie prania, dzięki czemu zawsze zachowuje swoją miękkość i sprężystość. Włókna sztuczne – włókna chemiczne, które są wytwarzane w procesach technologii chemicznej, modyfikujących strukturę:

    Tkanka łączna włóknista luźna - inaczej tkanka łączna wiotka, jest rodzajem tkanki łącznej właściwej, która posiada wszystkie rodzaje komórek i włókien (elastyczne, retikulinowe, kolagenowe). Substancja podstawowa tej tkanki układa się w charakterystyczne blaszki, które można mechanicznie oddzielić od siebie. Włókna i komórki spoczywają w tych blaszkach, a pomiędzy nimi znajduje się płyn tkankowy. Nadmiar płynów powoduje obrzęk. Łamliwość jest jednym z ważniejszych parametrów opisujących użytkowe własności włókien szklanych, a oznacza się ją jako stosunek najmniejszej średnicy pętli utworzonej z włókna do średnicy włókna. Łamliwość wzrasta ze zwiększeniem średnicy włókien i ze zwiększeniem zawartości alkaliów.

    Dodano: 03.03.2010. 16:27  


    Najnowsze