Wiele sektorów, które mają obniżać emisje, nadal opiera się na materiałach wywodzących się z ropy. To dotyczy także kompozytów, bez których trudno dziś wyobrazić sobie nie tylko energetykę wiatrową, ale też przemysł morski, sportowy czy część zastosowań technicznych. Dlatego też tak często wraca pytanie, czy da się zastąpić żywice ropopochodne czymś równie trwałym, ale realnie bardziej sensownym z punktu widzenia gospodarki obiegu zamkniętego. Przez lata odpowiedź brzmiała zwykle podobnie: “można próbować”, ale kosztem parametrów, ceny albo skali produkcji. Najnowsze wyniki z Finlandii są interesujące właśnie dlatego, że uderzają w ten utarty schemat i robią to w miejscu, w którym przemysł jest wyjątkowo wymagający.
Kompozyty z trocin i słomy wchodzą do gry. Stworzyli materiał mocniejszy od ropopochodnego
Zespół z University of Oulu poinformował o opracowaniu nowych bioopartych żywic epoksydowych i poliestrowych do kompozytów, które według uczelni nie mają tracić ani na wytrzymałości, ani na kosztach, ani na możliwości wdrożenia w istniejących liniach przemysłowych. Surowcem nie są tu “egzotyczne” biomateriały, ale uboczne strumienie z leśnictwa i rolnictwa, bo w praktyce między innymi trociny i słoma. To ważne, bo mówimy o źródłach dostępnych regionalnie i to także w europejskim sektorze przemysłowym.
Czytaj też: Oddali laser w ręce sztucznej inteligencji. Efekty przerosły oczekiwania
Najgłośniejszy parametr, który przyciąga uwagę, dotyczy żywicy poliestrowej. W komunikacie Oulu i w powiązanej publikacji badacze wskazują, że jedna z opracowanych żywic osiągnęła wytrzymałość na rozciąganie wyższą o 76% względem komercyjnego odpowiednika opartego na surowcach kopalnych. Najlepszy wariant odznaczał się z kolei wytrzymałością rzędu 71,9 MPa na rozciąganie, temperaturę zeszklenia 98,0°C oraz lepkość na poziomie 3,74 Pa·s, a tak się składa, że są to parametry opisane jako porównywalne z materiałem referencyjnym z rynku.
Wszechobecne tworzywa sztuczne z rolniczych odpadów to nadal odległa wizja
Nie chodzi tutaj o wymianę “każdego plastiku” ani o dowolny kompozyt, a o konkretną rodzinę żywic termoutwardzalnych i konkretny materiał referencyjny. Jest to istotne rozróżnienie, bo oznacza to, że cała branża kompozytów nie może jutro wymienić wszystkiego 1:1. Sama chemia też jest ciekawsza niż z pozoru może się wydawać, bo “odpady rolnicze” są tylko częścią układanki. Zespół pracuje na związkach platformowych pochodzących z biomasy lignocelulozowej, czyli frakcji obecnych w drewnie i resztkach roślinnych (HMF i furfural jako kluczowe cegiełki chemiczne). W praktyce oznacza to próbę przesunięcia wartości dodanej z prostego przerobu biomasy do bardziej zaawansowanej chemii materiałowej, a więc do segmentu, w którym marże i znaczenie strategiczne są znacznie większe niż w klasycznym modelu “surowiec – półprodukt”.
Czytaj też: Meble z dwóch części i bez śrub. Niemcy pokazali coś, co może wywrócić rynek do góry nogami
Jednocześnie nie ma sensu udawać, że wszystko jest już przesądzone. W publikacji o żywicy poliestrowej widać, że badany układ jest częściowo biooparty, ale nadal wykorzystuje styren jako rozcieńczalnik reaktywny w proporcji 62:38 (żywica do styrenu wagowo). To nie przekreśla projektu, ale pokazuje, że droga do w pełni “bezkopalnej” chemii kompozytów nadal jest etapowa. Podobnie z trwałością, bo choć uczelnia pokazała m.in. 90-dniowe testy paneli wystawionych na warunki portowe, czyli wodę, UV, temperaturę i wilgotność, to dla przemysłu kluczowe będą jeszcze dłuższe cykle walidacji, certyfikacja i zachowanie materiału w konkretnych procesach produkcyjnych.
Równolegle rozwijana jest też linia epoksydowa, opisana już w publikacji w “Composites Part B: Engineering”. Z dostępnego opisu wynika, że badacze testowali odnawialne, chemicznie recyklingowalne epoksydy furanowe jako alternatywę dla klasycznych układów opartych na DGEBA, czyli jednym z najczęściej stosowanych komponentów w komercyjnych żywicach epoksydowych. Jest to ważne, bo epoksydy są fundamentem wielu zastosowań wysokowydajnych, a nie tylko “ekologicznych” demonstratorów laboratoryjnych.
Europa musi uniezależnić się od paliw kopalnych
Kompozyty od lat mają problem z końcem życia produktu, co ma miejsce szczególnie w energetyce wiatrowej. Branża potrafi odzyskiwać dużą część masy turbiny, ale łopaty pozostają trudnym przypadkiem właśnie przez trwałe i trudne do rozdzielenia materiały kompozytowe. WindEurope wprost wskazuje, że około 90% masy turbiny jest już recyklingowalne standardowymi metodami, a głównym problemem pozostają łopaty. Organizacja szacuje też wzrost ilości odpadu łopat do około 55000 ton rocznie w Europie do 2030 roku, przy czym od 1 stycznia 2026 roku branża deklaruje własny zakaz składowania łopat na składowiskach. To pokazuje, jak pilny jest temat nowych żywic zaprojektowanych pod recykling chemiczny.
I właśnie tutaj propozycja z Oulu trafia w realną potrzebę rynku. Uczelnia podkreśla, że nowe materiały można chemicznie rozłożyć i ponownie wykorzystać jako surowce. To nie rozwiązuje całego problemu automatycznie, bo później dochodzą koszty zbiórki, logistyki, sortowania i infrastruktury recyklingowej, ale o nie ograniczenie, a skutek postawienia na nowy materiał. Jeśli żywica już na etapie projektowania ma “ścieżkę powrotu” do obiegu, to producent łopat, łodzi czy elementów przemysłowych przestaje być skazany wyłącznie na kosztowne i często niedoskonałe rozwiązania na końcu łańcucha.
Czytaj też: Tytan z drukarki 3D. Temu rowerowi niestraszne są żadne góry
Jest też drugi wymiar – bardziej europejski niż wyłącznie technologiczny. Według Eurostatu w 2023 r. Unia Europejska pokrywała z importu 58% swoich potrzeb energetycznych, a w przypadku ropy i produktów ropopochodnych zależność importowa wyniosła 94,8%. To nie jest prosty argument “zamieńmy wszystko na bio i problem zniknie”, ale dobrze tłumaczy, dlaczego europejskie projekty wokół chemii materiałowej z lokalnych surowców będą coraz częściej traktowane nie tylko jako temat klimatyczny, lecz także przemysłowy i strategiczny.