Rynek celulozy nanokrystalicznej wciąż w fazie wstępnej

• Strona główna
• Artykuły
• Rynek celulozy nanokrystalicznej wciąż w fazie wstępnej

Data publikacji: 2019-02-01 / Autor: Anna Jarosik

Celuloza nanokrystaliczna (NCC) jest podstawowym budulcem celulozy pochodzenia naturalnego, dostępnym w wymiarze 10^-9 metra (tj. nanometr). Jest to naturalnie występujący materiał, wyodrębniany z celulozy pochodzącej z drewna oraz innych roślin. Jest przezroczysta i około osiem razy mocniejsza od stali, dodatkowo jest bardzo lekka. Zapotrzebowanie na materiały bazujące na celulozie nanokrystalicznej pochodzi z przetwórstwa papieru; produkcji kompozytów oraz biomedycyny.

Duża powierzchnia jest kluczowym parametrem charakteryzującym celulozę nanokrystaliczną. Pomaga ona w tworzeniu silnych interakcji z otaczającymi ją czynnikami, typu woda, związki organiczne czy też związki polimerowe.

To przetwarzanie papieru jest obecnie głównym segmentem, jeśli chodzi o odbiorców końcowych celulozy nanokrystalicznej. Udział tego segmentu to 27,7% w roku 2018. Wykorzystywanie celulozy nanokrystaliczna w wyrobach na bazie papieru pomaga w polepszeniu ogólnej siły i wytrzymałości wiązań pomiędzy włóknami. Dzięki temu ta własność może być stosowana jako skuteczna bariera w papierach odpornych na tłuszcz, które następnie stosowane są w przemyśle spożywczym.

Celuloza nanokrystaliczna może być otrzymywana z niedrogiej biomasy odnawialnej. Wyróżnia się niską toksycznością, nie stwarza zagrożeń środowiskowych. Z tego względu może być wykorzystywana jako środek wzmacniający w produkcji biokompozytów przemysłowych. Może być również używana w produkcji kompozytów; w procesie przetwarzania papieru; w branży spożywczej; w produkcji wyrobów do higieny osobistej; do wytwarzania farb i powłok oraz w branży farmaceutycznej.

Nieustanne innowacje technologiczne, postępy w dziedzinie higieny osobistej i farmaceutycznej oraz koncentracja na produktach biodegradowalnych, skutecznie napędzają popyt na celulozę nanokrystaliczną na świecie. Na świecie rosną również inwestycje w badania nanomateriałów. Rządy Stanów Zjednoczonych, Kanady, Szwecji, Australii oraz Japonii rozpoczęły zaawansowane prace badawczo-rozwojowe mające na celu promowanie produkcji celulozy nanokrystalicznej w skali pilotażowej i komercyjnej. Przykładem jest choćby misja „P3 Nano”, zainicjowana przez rządy Stanów Zjednoczonych i Kanady, w celu zachęcenia producentów do usystematyzowanie strategii na rzecz produkcji omawianego wyrobu.

Lepsze właściwości strukturalne celulozy nanokrystalicznej prawdopodobnie zwiększą jej zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu końcowego. Celuloza nanokrystaliczna jest choćby stosowana jako środek zwiększający lepkość oraz modyfikator właściwości reologicznych. Inne przyszłościowe zastosowania celulozy nanokrystalicznej skupiają się wokół branż związanych z przetwórstwem ropy naftowej i gazu oraz z produkcją i obróbką tekstyliów, jak również z budownictwem.

Komercyjna celuloza nanokrystaliczna jest wytwarzana w procesie hydrolizy kwasowej, ewentualnie w procesie hydrolizy enzymatycznej włókienek celulozowych, co wpływa na wysoki koszt jej powstania. Otrzymany w ten sposób produkt nie zawiera w swojej strukturze części amorficznej.

W rzeczywistości komercyjna produkcja celulozy nanokrystalicznej wciąż znajduje się w tzw. fazie wstępnej. Produkcja komercyjna celulozy nanokrystalicznej na dużą skalę wymaga opłacalnych kosztowo i surowcowo metod produkcji i przetwarzania.

Niemniej oczekuje się, że rynek celulozy nanokrystalicznej rozwinie się dzięki wprowadzeniu zaawansowanego sprzętu. Projekty inicjowane przez różne państwa mają na celu opracowanie nowych metod produkcji celulozy nanokrystalicznej na skalę masową. Podobne podejście deklarują producenci celulozy nanokrystalicznej. Przykładowo, w 2017 roku, norweski Borregaard zainwestował w poprawę produkcji celulozy nanokrystalicznej. Natomiast kanadyjski CelluForce nawiązał współpracę z brazylijską Fibria Celulose, aby wspólnie produkować celulozę nanokrystaliczną.

Głównymi graczami działającymi na globalnym rynku celulozy nanokrystalicznej są m.in. Borregaard; UPM; CelluForce; American Process; Nippon Paper Industries; RISE Innventia; Melodea; Oji Holdings Corporation oraz Stora Enso.

nanotechnologiaceluloza