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新技术可提高生物塑料性能并降低成本

科普小知识2022-01-15 11:59:48
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新华社北京9月6日电来自中国和美国的科学家联合开发了一项新技术,该技术可以大大提高生物可降解塑料聚乳酸的耐热性和耐水性,降低商业生产成本,减少污染。

内布拉斯加大学林肯分校发布的新闻稿称,这项技术是由该大学和中国江南大学的研究人员联合开发的。核心步骤是将聚乳酸纤维加热至约200摄氏度后,缓慢冷却。通过这种方式,两种聚乳酸分子交织和复合,产生具有更高耐热性和耐水性的产品。

该研究小组在《瑞士化学工程杂志》上报道说,这种热处理方法可以使生物塑料的性能达到与石化塑料相同的水平,这比现有技术更简单、更绿色。

聚乳酸,也称为玉米塑料,是一种由玉米和其他富含淀粉的农产品制成的高分子化合物。它可以自然降解,是一种潜在的环保塑料。然而,由于耐热性和耐水性差,其应用范围受到限制。

聚乳酸分子彼此有两个镜像。以前的研究发现,主要由一种分子组成的塑料性能较差。如果两种分子以适当的比例混合和交织,性能可以得到改善。现有的一些技术可以实现这种“三维络合”,但是过程复杂,成本高,并且需要使用有害的溶剂或添加剂。目前,通过热处理将两个分子交织复合而成的聚乳酸纤维,其熔点比一个分子组成的聚乳酸高38摄氏度,在温度超过120摄氏度的水性环境中仍能更好地保持结构和强度,满足纺织行业的应用需求。

研究人员表示,他们已经找到了热处理温度与三维复合度和成品塑料纤维强度之间的关系。他们在实验室实现了小规模连续生产,并寻求将该技术应用于现有的工业生产过程。