聚乳酸/粉生物复合物的开发和表征 - - 从融混合到初步生命周期评估
Hossein Baniasadi1, Laura Äkräs1, Zahra Madani2
1Polymer Technology, School of Chemical Engineering, Aalto University, Kemistintie 1, 02150 Espoo, Finland.
International journal of biological macromolecules
|August 30, 2024
概括
这项研究开发了使用N-octadecyl isocyanate (ODI) 移植粉的新型聚乳酸 (PLA) /粉生物复合物. 与传统塑料相比,这些环保材料提供了增强的机械性能和显著减少的碳足迹.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 可持续材料 可持续材料
背景情况:
- 聚乳酸 (PLA) 是一种可生物降解的聚合物,其机械性能和加工能力有限.
- 粉是一种丰富且可再生的生物聚合物,但与PLA的兼容性很差.
- 提高生物复合材料的性能和可持续性对于广泛采用至关重要.
研究的目的:
- 开发具有增强性能和减少环境影响的新型聚乳酸 (PLA) /粉生物复合材料.
- 研究粉表面修改对PLA/粉生物复合材料的兼容性和性能的影响.
- 通过生命周期评估 (LCA) 评估开发的生物复合材料的可持续性.
主要方法:
- 融混合PLA与不同粉含量 (0-50 wt%).
- 在粉上无溶剂地将N-octadecyl isocyanate (ODI) 接种在粉上,以产生ODI-g-粉,以提高兼容性.
- 生物复合材料属性的表征,包括机械,热和风湿学分析.
- 生命周期评估 (LCA) 用于评估环境足迹.
- 使用3D打印来评估可加工性.
主要成果:
- 用ODI接种的粉显著提高了PLA生物复合材料的性 (170%) 和破裂时的延长 (300%).
- 由于ODI-g-粉作为核化场所,PLA的结晶度从11.6%增加到30.1%.
- 粘度下降,表明塑化效应和3D打印的增强可加工性.
- 与普通PLA和化石塑料相比,LCA显示碳足迹减少了18%和63%.
结论:
- 开发的ODI-g-粉改性PLA/粉生物复合材料表现出优异的机械性能和增强的可加工性.
- 这些生物复合材料是传统PLA和化石塑料的可持续和环保替代品.
- 该研究表明,通过表面修饰和优化加工,创造高性能,可持续的生物复合材料的可行途径.
