傳統的石油基塑料薄膜因不可生物降解且回收率低,已對生態環境和人類健康構成嚴重威脅。因此,人們越來越關注開發綠色生物基塑料薄膜。纖維素具有良好的生物可降解性和特殊的線性柔性結構,成為制備生物塑料薄膜的理想材料。然而,纖維素基生物塑料由于耐水性差、缺乏熱封性,其實際應用受限。
中國科學院青島生物能源與過程研究所科研人員,在前期對木質纖維素熔鹽水合物預處理及相關功能材料開發的基礎上,通過綠色、溫和的熔鹽水合物預處理及酯化反應,開發了兼具高取代度和高聚合度的纖維素甲酸酯。通過流延法獲得的纖維素甲酸酯生物塑料薄膜(CFF)展現出良好的耐水性和熱封性。
與傳統的纖維素基玻璃紙原紙和石油基聚乙烯(PE)薄膜相比,CFF具有更高的拉伸強度和韌性,其濕強度為72.9 MPa,優于大多數已報道的纖維素基生物塑料膜。由于預處理和酯化取代導致的去結晶化,這種CFF還表現出獨特的熱封性,其熱封強度為61 MPa,顯著高于所有已報道的纖維素生物塑料。此外,CFF具有出色的包裝性能,包括對水蒸氣、空氣和油的高阻隔性,高透明度,良好的印刷適性和抗菌性能,滿足高質量纖維素基包裝薄膜的應用需求。
更重要的是,與玻璃紙原紙和PE膜相比,這種生物塑料在自然填埋或堆肥條件下具有良好的生物降解性和可循環回用性,對環境影響較低。其制備過程綠色,具有規模化生產的潛力,未來有望替代石油基綠色薄膜,廣泛應用于高品質綠色包裝和功能性先進應用領域,如作為柔性基膜用于太陽能電池和電子器件等。
相關研究成果以A Green Carbon-Based Cellulose Formate Film Bioplastic with High Wet Strength,?Excellent Heat Sealability,?and Recyclability Fabricated Under Ambient Conditions為題,發表在Small上。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。
論文鏈接
纖維素甲酸酯膜的制備與性能對比
本文鏈接:研究開發出可熱封的纖維素甲酸酯生物塑料薄膜http://www.sq15.cn/show-12-1862-0.html
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