Биопластик на основе лигнина

Лигнин
Лигнин – вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток. Сложное полимерное соединение, содержащееся в клетках сосудистых растений и некоторых водорослях.
Лигнин, как составная часть древесины, – наиболее трудноутилизируемый отход лесного комплекса.
Образование лигнина в биосинтезе осуществляется через следующие основные стадии: шикимовая кислота => фенилаланин => коричная кислота => феруловая кислота => конифериловый спирт => лигнин.
Различают несколько видов промышленного вида лигнина:
1) сульфатный лигнина, лигносульфонаты (отходы при производстве целлюлозы);
2) гидролизный лигнин (отход гидролизного производства).

Содержание в гидролизном лигнине собственно лигнина колеблется в пределах 40-88%, трудногидролизуемых полисахаридов - от 13 до 45%, смолистых и веществ лигногуминового комплекса - от 5 до 19% и зольных элементов - от 0,5 до 10%.
Некоторые направления применения гидролизного лигнина:
- производство топливных брикетов;
- производства топливного газа, в том числе с выработкой электроэнергии в газопоршневых газогенераторах;
- котельное топливо;
- производство брикетированных восстановителей для металлов и кремния;
- производство углей, в том числе активированных;
- сорбенты для очистки городских и промышленных стоков, сорбенты для разлитых нефтепродуктов, сорбенты тяжелых металлов, технологические сорбенты;
- сорбенты медицинского и ветеринарного назначения;
- порообразователь в производстве кирпича и др. керамических изделий;
- сырье для выработки нитролигнина и тд.

Биопластик
Пластики – органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Сегодня пластик, пожалуй, самый востребованный материал во всех областях производства.
Биопластик на основе лигнина проявляет завидную устойчивость к практически любым механическим воздействиям, способен выдерживать большие нагрузки, не повреждаться вследствие сильных ударов и не трансформироваться:
предел их прочности 15-20 Н/мм2;
модуль упругости при растяжении и при изгибе 1000-5000 Н/мм2;
ударная вязкость 2-5 кДж/м2;
твердость (испытание шариком) 20-70 Н/мм2.
Тепловые характеристики:
коэффициент температурного расширения 1х10е-5 – 5х10е-5 м/м·ºС;
теплостойкость по Вика и по Мартенсу 80-95 ºС и 54 ºС соответственно;
теплопроводность 0,384 Вт/м·К.
Электрические свойства:
электропроводность по поверхности и в массе 5 Ом/м и 3 Ом/м соответственно.

Технология производства
биопластика из лигнина
Технологическая схема получения биополимера из лигнина:
1 – Приемный бункер;
2 – Магнитный сепаратор;
3, 8 – Смеситель;
4 – Вентилятор;
5 – Сушильный бункер;
6 – Циклон;
7 – Дробилка;
9 – Экструдер;
10 – Сушильный конвейер;
11 – Склад хранения готового продукта