A kender nem egy új erőforrás, amely adott ökológiai trendre reagál. A kender olyan nyersanyag, amely a múltból visszatér, hogy segítsen átgondolni a jövőt.
Az elfelejtett növény
A kender vetésterülete napjainkban világszinten 60–70 000 hektárra tehető, és Kína a meghatározó termesztője. Az összterületből az Európai Unió mintegy 14–16 000 hektárral veszi ki a részét. Hazánkban a múlt század közepe táján élte a fénykorát a kendertermesztés, illetve a hozzá kapcsolódó feldolgozóipar. Abban az időszakban nagyságrendileg 22–23 000 hektáron folyt ennek a növénynek az ipari szintű termesztése. A termőterületek napjainkra viszont szinte teljesen eltűntek.
A közelmúltban kicsit megpezsdülni látszott a kender szektora, már dolgoznak az ipari kendergazdaságok feltámasztásán hazai szakemberek (is). A kender univerzális növénynek tekinthető, hiszen minden része felhasználható, így számos területről (a szépség- és élelmiszeriparon át, a csomagolóanyag iparon keresztül, egészen az autóiparig) mutatkozik igény a növény iránt.
Hogyan kerül újra képbe a kender?
Mezőgazdasági szempontból a kender ideális alapanyag a bioműanyagokhoz, mivel egyszerre gyorsan megújuló és regenerálódó erőforrás. A kender gyorsabban növekszik, mint a többi ipari növény, ezenkívül kevesebb vizet igényel, mint más ipari növénykultúrák. Továbbá a kender kiváló szénmegkötő képességgel rendelkezik, mivel 1 tonna kender körülbelül 1,5 tonnát képes megkötni.
A Cambridge-i Egyetem kutatója, Darshil Shah egyik tanulmányából kiderül, hogy a kender kétszer olyan hatékonyan képes megkötni a légköri szenet, mint például az erdők.
Sok ipari növénytől eltérően a kender is lombkoronanövény, vagyis megvédi a talajt a túlzott kiszáradástól. Végül, a kender ideális vetésforgós növény, mert javítja a termőtalaj tápanyagtartalmát, amelyben termesztik. A kender már bebizonyította, hogy sikeres és fenntartható alapanyaga papír, a textíliák, az építőanyagok és egyebek gyártásában. Így a kender bioműanyag alapanyagként való felhasználása nagyon is logikus. Számos általános tévhit létezik a kenderműanyagokkal kapcsolatban. Ebben a cikkben ezekkel a tévhitekkel foglalkozunk, és felvázoljuk a kenderműanyagok jelenlegi státuszát és az ideális jövőjét. Arra is fényt derítünk, hogy általában a növényi alapú kenderműanyag milyen összetételű.
Még mindig K+F fázisban
A kenderműanyag ötször merevebb és 2,5-szer erősebb, mint a hagyományos műanyag. Ez abból fakad, hogy a kender növényi rostjai az alapanyagban véletlenszerűen vannak szétszórva, minden irányban növelve annak erejét és tartósságát. A kenderműanyag emellett rendkívül könnyű, nagy sűrűség/tömeg aránya miatt hasznos anyag lehet az ipar számos szektorában.
Ipartörténeti érdekességként mindenképpen célszerű megemlíteni, hogy 1941-ben az amerikai autógyár, a Ford előállított egy prototípust, amellyel a kenderműanyagban rejlő nagy potenciálra szerették volna felhívnia figyelmet. A gépjármű karosszériája műanyag kompozitból készült, amely 70%-ban szalmával kevert kenderrostból állt. Az autógyár úgy demonstrálta a kender kompozitszilárdságát, hogy egy ütőszerszámmal néhány ütést mértek a karosszériára – és azon nem keletkezett horpadás.
A kenderrost könnyű és nagy szakítószilárdságú, így az üvegszál és más főbb műanyagok potenciális helyettesítője lehet a legkülönfélébb felhasználási területeken: az építőipartól, a csomagolóiparon keresztül, a szállítmányozási szektorig. Az elmúlt egy évtized során egyre nagyobb érdeklődés mutatkozott a természetes szálak felhasználása iránt az üvegszál helyettesítésére az ilyen típusú alkalmazásokban. A kender bioműanyag előállításának technológiája még korai szakaszában jár. A legtöbb jelenleg forgalomban lévő „kenderműanyag” valójában kenderrostok és más műanyagvegyületek keveréke.
A kőolajalapú megfelelőik helyett a növényi alapú műanyagok koncepcióját egyre több vállalkozás tekinti költséghatékony és fenntartható megoldásnak. A kenderrostok felhasználása műanyagkeverékek előállítására egyelőre bonyolult folyamat. A kenderrostokról a hámozás után el kell távolítani a lignint (a kenderben és más növényekben található szerves polimert, amely merevvé és „fássá” teszi az anyagot), valamint az egyéb biológiai vegyületeket.
A kenderműanyag piaci körképe
A legtöbb, ha nem az összes kereskedelmi forgalomban kapható kenderműanyag a piacon jelenleg bio kompozit. Pontosabban szálerősítésű biokompozitok, azaz a kenderrostot egy meglévő polimer megerősítésére használják. egy meglévő polimer megerősítésére használják.
Egyszerűen fogalmazva: a kender szárát meghámozzák, és a szárat – a szár belsejét – mikronizálják, majd összekeverik egy meglévő polimerrel, hogy szálerősítésű biokompozitot hozzanak létre. A polimereket kereskedelmi méretekben még nem közvetlenül kenderből nyerik. A kender biokompozitokban használt polimerek közül nem mindegyik növényi alapú. Valójában a kender biokompozitokban manapság használt polimerek közül sok kőolajalapú. Ennek sajnálatos eredménye, hogy sok „fenntartható”-ként forgalmazott kenderműanyag csupán kőolajalapú, kenderrosttal kevert műanyag. Ezeket az anyagokat nem lehet újrahasznosítani és nincs kézzelfogható fenntarthatósági előnyük, ezért a kőolajalapú kenderből készült műanyagtermékek „fenntarthatóként” történő marketingje csak hangzatosságnak tekinthető.
Más kender biokompozitok növényi alapú polimerek felhasználásával készülnek, mint például a PLA (a polylactic acid, azaz a politejsav rövidítése), amely jellemzően kukoricából származik. Noha a kukoricaalapú PLA-nak vannak hátrányai, a fenntarthatóság gyakran kompromisszumokról szól.
A kukoricaalapú PLA-nak a kender biokompozit alapgyantaként való felhasználása nagyon kézzelfogható fenntarthatósági előnyökkel jár. A kukoricaalapú PLA elsődleges hátránya az anyag életciklusának vége. Pontosabban az, hogy az anyag hogyan lép kölcsönhatásba a hulladékgazdálkodási infrastruktúrákkal.
A legtöbb PLA komposztálható, de az ipari komposztálási infrastruktúraa legtöbb országban súlyosan hiányzik. A kukoricaalapú PLA előnyei azon túl, hogy megújuló erőforrásból származik, a kisebb szénlábnyoma és az energiafelhasználási igénye a kőolajalapú műanyagokhoz képest. A mai piacon a leggyakoribb az a szálerősítésű biokompozit, amely 30% mikronizált kenderhéjból és 70% kukoricaalapú PLA-ból készül. Ehhez többnyire bioalapú kötőanyagokat használnak, így válik a végtermék valóban 100%-ban növényi alapúvá.
A kenderműanyag jövője
Évezredek óta használják táplálkozási tulajdonságai és számos egészségügyi előnye miatt. És számtalan termék alapanyagaként szolgált már eddig is, mint például élelmiszerek, textíliák és gyógyszerek.
A biokompozitok évtizedek óta léteznek, de a csomagolóipari felhasználási lehetőségeik korlátozottak, többek között merevségük miatt. A kenderműanyagok jövője a kenderalapú polimerekben rejlik. Más növényi alapú polimerekhez hasonlóan a kenderalapú polimer közvetlenül növényi cellulózból származik. Ahogy egyre több vállalat kezdi el használni a növényi alapú kender biokompozitokat és végül a kenderalapú polimereket, segíthet megteremteni a keresletet és a lendületet. Erre pedig szükség van az ipari kender infrastruktúránk és az ipari komposztálási infrastruktúránk továbbfejlesztéséhez. A legtöbb kutató egyetért abban, hogy a jövő vonatkozásában el kell térnünk a kőolajalapú anyagoktól a bioalapú, regenerált és újrahasznosított anyagok felé. Ezeket az anyagokat újra kell használni vagy újra kell hasznosítani zárt hurkú rendszerekben, megfelelő életciklusvégi tervekkel, mint például az anaerob rothasztás vagy a komposztálás. A kender és a kukorica (PLA) iránti műanyagipari igény jó hír a mezőgazdaság számára.
Czékus Mihály
