Влияние наночастиц на экологическую устойчивость полимерных нанокомпозитов на основе биопластиков или переработанных пластиков: обзор исследований по оценке жизненного цикла

Добавление наночастиц в полимерную матрицу может приводить к повышению эксплуатационных характеристик, что способно обеспечить двойную экологическую выгоду: во-первых, устойчивые нанокомпозиты на основе биопластиков или переработанных пластиков могут заменить широко распространённые полимеры нефтяного происхождения; во-вторых, использование превосходных удельных свойств нанокомпозитов позволяет существенно сократить расход пластика. Тем не менее присущая наночастицам экологическая нагрузка может нивелировать ожидаемые преимущества. В настоящей работе рассматривается дискуссионный вопрос экологической устойчивости «зелёных» полимерных нанокомпозитов на основе биопластиков и переработанных пластиков. Представлен критический обзор исследований по оценке жизненного цикла нанокомпозитов и отдельных составляющих их компонентов. Несмотря на обычно низкое содержание, наночастицы оказывают значительное воздействие на окружающую среду. За исключением органоглин и графена, производство распространённых нанонаполнителей (нанocеллюлозы, диоксида титана, серебра и, прежде всего, углеродных нанотрубок) сопровождается значительными выбросами парниковых газов и требует больших затрат энергии, что сводит на нет преимущества использования экологичных полимерных матриц. Поэтому достижение высоких эксплуатационных характеристик становится ключевым условием обеспечения подлинной устойчивости полимерных нанокомпозитов за счёт экономии материала. Для этой цели увеличение содержания наночастиц или их функционализация, улучшающая диспергирование в полимерной матрице, могут неожиданно обеспечивать экологические преимущества.