"Зеленые" оптические материалы от Mitsui Chemicals
Глобальное потепление и ухудшающаяся экологическая обстановка приводят к тому, что во всем мире растет интерес к альтернативным источникам энергии и возобновляемым биоресурсам. Известный производитель материалов для изготовления очковых линз — японская компания Mitsui Chemicals, Inc. — выпустил новые оптические материалы на основе растительного сырья.
ПЛАСТМАССЫ ИЗ РАСТЕНИЙ?
Сегодня большинство пластмасс производится на основе не возобновляемых ископаемых - природного газа, нефти, угля, которые используются в изготовлении пластиков в качестве исходных материалов, а также как источник энергии. Пластмассы стали обычным материалом в быту, на производстве, а также в очковой оптике, практически вытеснив минеральное стекло в изготовлении очковых линз. Мономеры для оптических пластмасс выпускают на химических заводах, а сам процесс производства связан с необходимостью утилизации и очистки разнообразных отходов и вредных выбросов. При нынешних темпах потребления разведанной нефти хватит примерно на 45 лет, неразведанной - еще на 10-50 лет*, газа - на 60 лет и более, а угля - минимум на 270 лет**. На протяжении последних десятилетий ученые рассматривают возможности экономии не возобновляемых ископаемых, а также ведут поиск иных исходных веществ для производства пластиков. Появившиеся биотехнологии позволяют получать биопластики - пластики из возобновляемых источников, например из растений и микроорганизмов, - с меньшими экологическими издержками. Активные исследования в области создания химических соединений на базе растительных продуктов ведут специалисты японской компании Mitsui Chemicals. Результатом их трудов стал пластик, который по внешнему виду и свойствам ничем не отличается от своего синтетического аналога. Для его изготовления ученые использовали ферменты, полученные из зерен различных злаковых культур, и ряд природных бактерий. Сотрудники Mitsui Chemicals в своих исследованиях делают упор прежде всего на безопасность создаваемых ими материалов и придают большое значение проблеме защиты окружающей среды. Главный плюс «зеленых» материалов не только в том, что при их производстве не выделяется никаких ядовитых или пагубных элементов, но и в том, что утилизация их безвредна для природы.***
СОЗДАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
С 1990-х годов Mitsui Chemicals активно разрабатывает технологии производства мономеров, являющихся основой для изготовления пластмасс, из возобновляемого сырья, что наносит меньший ущерб окружающей среде. Компания создала в 2013 году совместное предприятие в Индии по производству биополиола (bio-polyol), основным сырьем для которого являются несъедобные отходы переработки сельскохозяйственных растений. Для изготовления пластмасс из растительного сырья были разработаны технологии выпуска таких компонентов, как алифатический изоцианат STABiO и органический спирт.
Компания Mitsui Chemicals является мировым лидером в создании высокопреломляющих оптических материалов для изготовления очковых линз. В ее ассортименте представлены материалы с высоким и сверхвысоким значениями показателя преломления: МR-8 - материал с хорошо сбалансированными оптическими свойствами с показателем преломления 1,60; МR-7 и МR-10 - материалы с показателем преломления 1,67; МR-174 - материал со сверхвысоким показателем преломления, из которого выпускаются самые тонкие на сегодняшний день очковые линзы. Кроме того, компания производит материалы серии UV+420cut, имеющие значения показателя преломления, равные 1,60; 1,67 и 1,74, и отрезающие излучение синего диапазона спектра длиной волны до 420 нм, а также материал МR-8 P1us с более высокой ударопрочностью. Очковые линзы из материалов серии МR производят следующие компании: Asahi Lite Optical Со., ВВGR, Carl Zeiss Vision, Chemiglas Corporation, Daemyung Optical Со., Essilor International, Hanmi Swiss Optical Со., Ноуа Corporation, Коrea Optical Со., Nikon-Essilor Со., Rodenstock Seiko Optical Products, Shamir Optical Industry, Somo Optical Со., Specialty Lens Corporation, Tokai Optical Со., Younger Optics.****
Исследователями компании Mitsui Chemicals была предпринята попытка изготовления на основе биоматериалов пластиков оптического назначения, но первоначально она не увенчалась успехом - полученные материалы не удовлетворяли таким критериям качества, как оптическая однородность и светопропускание.***** Сотрудники компании решили заменить в композиции оптического материала биоспирт на биотиоуретан. Руководитель группы функциональных химических исследований Мори Танака (Mori Tanaka), который принимал участие в разработке «зеленого» оптического материала МR-160, заявил: «Мы смогли заметно улучшить свойства нового материала по сравнению с аналогом, производство которого основано на мономерах, получаемых в результате переработки нефти». Кроме того, сотрудниками исследовательской группы было принято решение отказаться от обычного металлсодержащего катализатора в пользу неметаллического. Таким образом, на основе возобновляемого растительного сырья был получен первый высокопреломляющий оптический материал МR-60 для изготовления очковых линз. Ведущий научный сотрудник отдела материалов для здравоохранения Хидетака Тсукада (Hidetaka Tsukada), который руководил внедрением в производство нового материала на заводе Оmuto, вспоминает: «Мы отнюдь не собирались создавать новый экологичный материал, который был бы не опасен для окружающей среды, но уступал бы по своим свойствам существующим аналогам.*****
Проведенные исследования позволили получить материал МR-160, который по некоторым параметрам даже превосходит обычный материал с показателем преломления 1,60, изготавливаемый из нефтепродуктов. К тому же при массовом производстве стоимость изготовления линз из МR-160 не изменилась по сравнению с использованием аналога.
БИОСЕРТИФИКАЦИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
В марте 2014 года материал МR-160 получил сертификат от Японской ассоциации по переработке органики — JORA (Jараn Organics Recycling Association) — как продукт, произведенный с использованием биомассы. А в сентябре 2014 года этому материалу был выдан сертификат продукта, изготовленного на основе растений, Министерством сельского хозяйства США — USDA (United States Department of Agriculture).
В январе 2015 года Тсутоми Таннова (Tsutomu Tannowa), президент и исполнительный директор Mitsui Chemicals, объявил о6 успешном внедрении в производство высокопреломляющего оптического материала на основе продуктов переработки растений, который будет выпускаться под марки растений, который будет выпускаться под маркой Do Green.****** Также компания запустила в производство и получила аналогичные сертификаты от JORA и USDA на материал со сверхвысоким показателем преломления 1,74. Она продолжает разработку и внедрение «зеленых» технологий производства пластмасс из биомассы, выпуская продукцию под маркой Do Green.
СОЛНЦЕЗАЩИТНЫЕ ОЧКИ DO GREEN
В мае 2015 года компания Mitsui Chemicals выпустила первые в мире солнцезащитные очки Do Green с линзами из нового высокопреломляющего материала МR-160, полученного на основе продуктов переработки растительной биомассы. Солнцезащитные очки Do Green были представлены участникам мирового первенства по триатлону ITU World Triathlon, прошедшего в Йокогаме с 16 по 17 мая 2015 года.
Эти очки были созданы Mitsui Chemicals в сотрудничестве с известным японским производителем элитных очков для спортсменов Yamamoto Kogaku Co. в рамках его проекта SWANS и японской компанией — производителем высококачественных очковых линз ltoh Optical lndustrial Со.*******
Компания Mitsui Chemicals планирует и дальше вести разработки мономеров из биомассы, считая это направление соответствующим своей экологической политике. В планах – полная замена продуктов, созданных из химических соединений, на “зеленые” прототипы, в том числе и сегменте оптических полимеров.
*См.: Запасы, производство и потребление нефти по стра¬нам мира // ЕАЕР0АТА1 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ereport.ги/articles/соттод/oilcount.htm (дата обращения: 16.12.2015).
**См.: Воскресенская О. Торжество угля еще впереди // RG.RU [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www. rg.ru/2013/09/26/ugol.html (дата о6ращения:16.12.2015).
***Cм.: Японцы научились создавать пластик из растений //Российская фармацевтика [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://pharmapractice.ru/18527 (дата обращения: 16.12.2015).
****См.: Щербакова О. Оптические материалы серии МR. История создания // OCHKI.net [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ochki.net/articles/article-575/ (дата обращен ия:16.12.2015).
*****См.: МR and the Do Green activity // MR View [Electronic rеsource]. URL: http://www.mitsuichem.com/special/mr/resources/img/mrview_v07_en.pdf(дата обращения: 16.12.2015).
******См.: Development of plant-derived high refractive index lens material Do Green // Mitsui Chemicals [Electronic resource] URL: http://www.mitsuichem.com/release/2015/pdf/150129е.pdf (дата обращения:16.12.2015).
*******См.: Mitsui Chemicals develops sunglasses using plant-derived lens material Dо Green for ITU World Triathlon Yokohama // Mitsui Chemicals [Electronic resource]. URL: http://wwwnitsui-chem.co.jp/ге1еаве/2015/pdt/150514e.pdf (дата обращения:16.12.2015).
Источник: Журанл Веко №2/197, март 2016
