Tworzywa sztuczne nieustająco zadziwiają - Kazimierz Borkowski

• Strona główna
• Rozmowy
• Tworzywa sztuczne nieustająco zadziwiają

Data publikacji: 2016-10-20

Co dzisiaj Pana zdaniem najmocniej wpływa na rozwój innowacyjności przemysłu tworzyw sztucznych?
Innowacyjność, niezależnie od tego, jak szeroką definicję słowa przyjmiemy, związana jest z tworzywami sztucznymi nierozerwalnie. Materiały te stanowią bowiem motor napędowy rozwoju od ponad stu lat. Gwałtowny wzrost zastosowań tworzyw sztucznych w najróżniejszych dziedzinach naszego życia nastąpił w połowie ubiegłego wieku i trwa nieprzerwanie do dzisiaj. Tworzywa jako materiały, idealnie nadające się do wdrażania nowych idei naukowców, zawsze miały realny udział w rozwiązywaniu wyzwań ludzkości.

Ten właśnie fakt, w połączeniu z niemal nieograniczonymi możliwościami samej chemii polimerów, według mnie bezpośrednio definiuje innowacyjność przemysłu tworzyw sztucznych. Ludzie potrzebują materiałów, które pomogą im zmierzyć się z wyzwaniami takich megatrendów, jak szybki wzrost liczby ludności i zmiany demograficzne, globalizacja i urbanizacja, zmiany klimatu i wyczerpywanie się surowców, rewolucja w ochronie zdrowia i ochronie konsumenta oraz ekspotencjalne przyspieszenie zmian technologicznych.

W jakich obszarach ta innowacyjność jest Państwa zdaniem najbardziej widoczna?
Nie zawsze innowacyjność tworzyw widoczna jest na pierwszy rzut oka. Materiały te do tego stopnia stały się wszechobecne w życiu, że często użytkownik nie zdaje sobie sprawy, że bez nich nie dałoby się dzisiaj wyprodukować wielu nowoczesnych wyrobów i to nie tylko tak wyrafinowanych, jak komputery czy smartfony, ale i tych powszechnych, jak opakowania żywności. Tworzywa sztuczne są źródłem inspiracji dla naukowców oraz wynalazców i w efekcie ciągle pojawiają się coraz to nowe i zaskakujące technologie oparte na tworzywach.

Dobrym przykładem może być technologia druku 3D i jedno z jej zastosowań, mianowicie wykorzystanie w medycynie do projektowania protez dopasowanych idealnie do konkretnego człowieka. Często na szali jest życie – uratowane dzięki udanej operacji wszczepienia fragmentu czaszki uszkodzonej w wypadku, której to kształt był właśnie wydrukowany z biozgodnego polimeru na drukarce 3D.

Inny przykład to wykorzystanie materiałów polimerowych, w tym polimerów przewodzących prąd, w urządzeniach elektronicznych. Chodzi tu m.in. o wyświetlacze LED i OLED, baterie i magazyny energii, biosensory, ale przede wszystkim ogniwa fotowoltaiczne oparte na polimerach. Już teraz znane są polimerowe ogniwa fotowoltaiczne o sprawności energetycznej powyżej 10%. W połączeniu z bardzo tanią metodą ich wytwarzania, np. wykorzystującą technikę druku, takie ogniwa mogą szybko zdobyć przewagę nad drogimi w produkcji ogniwami opartymi na tradycyjnych materiałach półprzewodnikowych, takich jak krzem czy arsenek galu. Dodatkową zaletą polimerów jest to, że takie ogniwa mogą być nanoszone na elastyczną folię polimerową, co otworzy nowe obszary zastosowań takich urządzeń i ułatwi ich szybki oraz tani montaż.

I wreszcie wspomniane już opakowania z tworzyw sztucznych, zwłaszcza te do pakowania żywności. Bardzo często są to zaawansowane technologicznie wielofunkcyjne materiały, które nie tylko doskonale chronią produkt i zabezpieczają go przed zepsuciem, ale też przynoszą konkretne korzyści w szerszym kontekście: przedłużają trwałość i zmniejszają straty żywności, a dzięki małej masie pozwalają zmniejszyć zużycie energii i surowców naturalnych na potrzeby transportu wyrobów. Higiena, bezpieczeństwo i wygoda konsumentów to nie jedyne powody, dla których popularność opakowań z tworzyw sztucznych nie maleje.

Czy jednak wszystkie zalety tworzyw sztucznych już znamy i je wykorzystaliśmy?
Analizując rozwój branży tworzyw sztucznych w ostatnich 20-30 latach i przyglądając się obszarom nasilenia badań w zakresie inżynierii materiałowej, wydaje się, że tworzywa sztuczne, bądź szerzej – materiały oparte na polimerach – będą w dalszym ciągu w centrum uwagi. Dla inżynierów i projektantów stanowią one bardzo wdzięczny materiał, przy którego wykorzystaniu jedynym ograniczeniem wydaje się być dzisiaj tylko wyobraźnia twórców.

Dostępny jest cały wachlarz polimerów, które z jednej strony różnią się zasadniczo właściwościami fizycznymi i chemicznymi, a z drugiej są na tyle kompatybilne między sobą oraz z innymi materiałami (wypełniacze, dodatki uszlachetniające, barwniki itp.), że można z nich stworzyć praktycznie nieskończoną liczbę materiałów konstrukcyjnych. Inżynierowie poszukujący materiałów, które spełniają najbardziej wyszukane wymagania pod kątem właściwości mechanicznych, odporności termicznej, właściwości optycznych, elektrycznych czy wreszcie łatwości obrabiania, z dużym prawdopodobieństwem zdecydują się na tworzywa sztuczne albo kompozyty wytworzone na bazie tworzyw.

Na pewno kontynuowany będzie trend doskonalenia istniejących materiałów polimerowych z użyciem zdobyczy inżynierii materiałowej ostatnich lat, jak np. nanomateriały. Modyfikacje polimerów nanomateriałami i innymi dodatkami pozwalają na otrzymanie nowych, bardziej wytrzymałych kompozytów, które znajdują zastosowanie w najbardziej innowacyjnych dziedzinach przemysłu, takich jak przemysł lotniczy, samochodowy czy medycyna.

Jako materiał przyszłości jaką – być może nową – rolę będą zatem mogły odgrywać tworzywa?
Już same omówione wcześniej przykłady związane z nowymi technologiami, zwiększaniem komfortu i zapewnianiem bezpieczeństwa, także zdrowotnego wskazują, że przyszłość tworzyw sztucznych jest niezagrożona. Dodatkowo warto moim zdaniem zwrócić także uwagę na wątek trwałego oraz zrównoważonego rozwoju i dwa zagadnienia, które są ważne w kontekście innowacyjności.

Pierwsze to obserwowany od wielu lat wyraźny trend poszukiwania wydajnych metod otrzymywania tworzyw sztucznych z dostępnych surowców odnawialnych – biomasy. Z uwagi na fakt, że ponad 99% produkowanych obecnie tworzyw sztucznych wytwarzanych jest z surowców nieodnawialnych, poszukiwanie alternatywnych źródeł surowców do produkcji wydaje się całkowicie zrozumiałe. Liczne badania prowadzone są zarówno na poziomie naukowym, jak i aplikacyjnym. Widoczne wysokie tempo wzrostu rynku tworzyw otrzymywanych z surowców odnawialnych wskazuje, że za kilkanaście lat może to być ważny segment przemysłu tworzyw sztucznych.

Ponadto ciekawym pomysłem, pozwalającym rozwiązać dwa problemy jednocześnie, jest wytwarzanie tworzyw sztucznych z dwutlenku węgla, co pozwoli zredukować zależność produkcji tworzyw od ropy naftowej i może przyczynić się do zmniejszenia efektywnej emisji gazów cieplarnianych. To temat badań naukowych prowadzonych przez uczelnie i instytuty badawcze, a także przez ośrodki R&D dużych koncernów. Wiele znalazło już konkretne zastosowania praktyczne.  

CAŁY WYWIAD ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 5/2016 "CHEMII I BIZNESU". ZAPRASZAMY.

tworzywa sztuczneinnowacyjnośćPlasticsEuropePlasticsEurope Polska