農業廃棄物から機能的なバイオポリマーへ:循環型経済ベースの材料のためにユジニルアセテートで可塑化された高リグニン性PLA複合材料

科学分野:

• 材料科学 材料科学とは
• ポリマーサイエンスの科学
• バイオマテリアル バイオマテリアル

背景:

• ポリ乳酸 (PLA) は広く使用されているバイオプラスチックですが,その脆さと限られた充填剤含有量は,性能とバイオベースの含有量を制限します.
• PLAから高性能で持続可能なバイオ複合材料を開発することは,依然として大きな課題です.

研究 の 目的:

• 完全に分解可能なポリ乳酸 (PLA) バイオコンポジットを作成し,非常に高いリンギン含有量を持つ.
• PLAの柔らかさと機械的特性を強化するために,天然の可塑化剤と適合剤を使用します.
• PLAの特性と寿命終了時の行動に対する高リンニン負荷の影響を調査する.

主な方法:

• 30-50重量%のリグニンを含んだPLAバイオコンポジットが開発され,天然の可塑剤としてユーゲニルアセテート (EAc) と互換剤としてイタコニックアンヒドリドで移植されたPLA (PLA-g-IA) が使用されています.
• 機械的,熱力学的,熱的,形態学的,および表面分析を用いて材料を特徴づけました.
• 工業的な堆肥化条件下での生物分解性の評価.

主要な成果:

• エウゲニルアセテートは,PLAのガラス化過渡温度を大幅に低下させ,破裂時に>400%の張力を達成しました.
• リグニンの取り込みにより,硬さと硬さが増加し,リグニンの重量30%で最適なバランスを保った.
• 開発された生物複合材料はすべて,産業用堆肥で6週間以内に完全に分解した.

結論:

• 協同的な可塑化-互換化戦略により,極端なリンニン含有量でも,PLAバイオコンポジットの安定した処理と機能性能を可能にします.
• 開発された材料は,高バイオ含量,完全に分解可能なPLAのための新しい経路を提供します.
• 自然な改変戦略は,使用寿命の終わりの循環性を損なうことなく,PLAの性質を効果的に高めます.