9月19日消息,韩国研究人员开发出利用农业废料麻秆芯(hemp hurd)强化可降解塑料的方法,有望推广至大豆秸秆、稻草等其他大宗农业残余物。成果由韩国化学技术研究院(KRICT)Hoyong Kim博士团队完成,9月18日发表于《Chemical Engineering Journal》。
据Phys.org报道,热塑性淀粉(TPS)与PBAT共混的可降解薄膜可用于环保包装与农用地膜,但存在易撕裂、耐湿性差的问题。以棉花或木浆纤维素作增强剂虽可行,但微纤化与后续加工成本高。团队转而利用工业大麻废弃麻秆芯——其约占秆重的70%,此前应用有限。
技术关键在于克服“角化”(hornification):纤维素微纤在常规干燥中因强氢键聚集,纤维结构塌陷,导致增强失效。KRICT团队采取两步策略:一是精确定位纤维饱和点(约30%含水量),在水分降至该阈值前完成研磨,避免严重角化;二是用低成本化学品烷基烯酮二聚体(AKD)进行表面处理,其疏水烷基链在微纤间产生空间位阻,进一步抑制干燥中的氢键聚集。由此可用常规烘箱干燥替代昂贵的冻干/喷雾干燥。
性能数据:以10 wt%添加量掺入TPS/PBAT薄膜后,新工艺纤维素使拉伸强度提升26.2%(常规干燥微纤仅提升1.5%);水汽透过率与氧气透过率分别下降约17%与9%。
该路线以农业废料替代商品浆粕,同时降低原料与加工成本,为可降解塑料在包装与农膜领域的性能补强提供了可规模化的方案,团队计划进一步拓展至其他纤维素丰富的农业残余物。
(来源:Phys.org)