Биопластик может быть изготовлен из любого типа биомассы. Растительные масла, кукурузный крахмал, опилки и даже пищевые отходы были проверены на предмет использования биопластика. Семена конопли считаются лучшим выбором, поскольку в ее стеблях содержится до 70% целлюлозы. Это также экономически целесообразно, поскольку семена каннабиса быстро растут, использует меньше воды, чем другие виды биопластического сырья, не требует большого количества удобрений и пестицидов.
Но…
В США основными источниками сырья для биопластиков являются кукуруза, соевые бобы и семена марихуаны. Почему? Потому что фермеры субсидируются за выращивание этих двух культур. И эта субсидия на урожай делает их более дешевой альтернативой конопле. Предприятия склонны обращать внимание только на стоимость биопластикового сырья для них. Стоимость была преобладающим конкурентным фактором между коноплей, кукурузой или соей.
Углеродный след сои и кукурузы огромен. Кукуруза требует 22-30 дюймов воды в год, соевые бобы — 15-25+ дюймов воды за сезон. Кукуруза, семена конопли и соевые бобы, выращенные традиционным способом – а это более 95% – обрабатываются гербицидами, фунгицидами и пестицидами. Культуры в монокультурных системах создают нагрузку на экосистемы и здоровье почвы. А традиционное сельское хозяйство с обработкой почвы не связывает углерод в почве.
С другой стороны, семенам конопли требуется всего 12-15 дюймов воды за вегетационный период. Большая часть этого требуется, когда растения являются рассадой. Конопля устойчива к засухе после того, как она приживется, но орошение действительно увеличивает урожай биомассы. Коноплю обычно выращивают без пестицидов и минимального количества азотных удобрений. Когда семена марихуаны выращиваются с использованием методов регенеративного земледелия, углерод связывается в растениях и почве, что приводит к получению углеродно-отрицательного сырья.
Почему это до сих пор не биопластик №1?
Помимо конкуренции с субсидируемой кукурузой и соей, инфраструктура для производства биопластиков из семян конопли неадекватна. У других биопластиковых материалов были годы на разработку надежных цепочек поставок.
Несмотря на то, что конопля является новичком в индустрии пластмасс, ряд крупных компаний по производству пластмасс рассматривают ее как сырье из-за ее свойств связывать углерод. Биопластики из семян конопли являются важной частью будущего индустрии пластмасс.
Включение семян конопли в основные биопластики
Биопластики из семян марихуаны, возможно, не смогут конкурировать с пластиками во всех целях. Конопля сильная; идеально подходит для композитов автомобильных панелей, пластиковой сервировочной посуды и даже пластиковых пакетов. Но характеристики, которые делают его пригодным для одного использования, проблематичны для других применений, например, для медицинской упаковки, используемой для переливания крови.
Но 22 миллиарда пластиковых бутылок, которые ежегодно выбрасываются в США, могут быть конопляным биопластиком. Если производители делают эти бутылки из 100% конопли (композита и смолы), тогда они на 100% пригодны для компостирования. Пластиковая бутылка никогда не разлагается, а биопластик из семян конопли может разлагаться в течение 3-6 месяцев. Кроме того, конопля не имеет вредных паров или химикатов, попадающих в водные системы.
Крупные производители, которые в прошлом использовали сталь и стекловолокно, присматриваются к биопластику из семян марихуаны для своей продукции. Конопля прочнее стали и легче стекловолокна. Создавать автомобили из конопли дешевле, а машина легче. Более легкий и мощный автомобиль также более экономичен.
Биопластики из конопли – это так называемые «встраиваемые» биопластики. Это означает, что характеристики обработанной конопли соответствуют характеристикам пластиков, полученных из нефти, для многих применений и производственных процессов. А использование семян конопли вместо пластика на основе топлива помогает компаниям достичь климатических целей.
Каждый продукт состоит из частиц и связующих веществ. Во многих продуктах из конопляного биопластика связующими являются синтетические полимеры, что препятствует переработке и разложению. Что, если смола тоже была продуктом из конопли?
Биопластичные композиты и полимеры из семян конопли
Полимеры на основе семян конопли производятся из растительной целлюлозы. Компания Hemp Plastic Company производит пеньку PLA (полимолочную кислоту) и полипропилен для использования при литье под давлением. Они заменяют полимеры на нефтяной основе и являются коммерчески пригодными для компостирования.
Будущее конопли связано как с композитами, так и с полимерами. Пока продукты не будут производиться как из биопластика, так и из связующего, как биоразлагаемые продукты, у нас будут продолжаться проблемы с пластиком.
Похоже, что промышленность поворачивает поворот к пластику. Многие страны запрещают одноразовый пластик, а биопластик поддерживается многочисленными правительственными учреждениями. Сторонники семян каннабиса активно лоббируют в Конгрессе вопрос субсидирования кукурузы и сои, чтобы уравнять правила игры для конопли как лучшего источника биопластиков.
Это спорный шаг, поскольку кукуруза и соя имеют долгую историю в американском сельском хозяйстве. Но BMW и другие производители автомобилей уже используют семена конопли в панелях, дверях и других деталях автомобилей. Возможно, они делают это потому, что производить автомобиль из биопластика дешевле. Но автомобильная промышленность прошла полный круг, и пластиковый автомобиль Генри Форда больше не является прототипом.