可持续的,可生物降解和可回收的生物塑料来自可再生碳甲基纤维素和废核桃

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物化学 聚合物化学
• 可持续材料 可持续材料

背景情况:

• 塑料污染需要可持续的替代石油塑料.
• 碳氧甲基纤维素 (CMC) 显示出生物塑料发展的潜力,但往往缺乏水稳定性.
• 废弃生物质,如核桃,可以用作生物复合材料中的可再生填充物.

研究的目的:

• 开发使用碳甲基纤维素 (CMC) 和废核桃 (WS) 作为基纤维素填充剂的水稳定,高性能生物塑料.
• 优化生物塑料配方,以提高机械,热和光学性能.
• 评估开发的生物塑料的耐水性,可重复使用性,紫外线阻断能力和生物降解性.

主要方法:

• 采用一子造方法制备基于CMC的生物塑料,其中包括核桃 (WS),甘油 (塑化剂) 和酸 (CA) (交联剂).
• 配方得到了优化,性能最好的材料含有12%重量WS (CWGA-12).
• 评估了水的稳定性,机械性能,表面粗性,光学传导率,热稳定性,通过性回收再利用性,紫外线阻断性和生物降解性.

主要成果:

• 优化的CWGA-12生物塑料表现出卓越的机械性能 (抗拉强度≈18.53 MPa,断裂应变≈78.11%),表面粗度低 (<16 nm),光学传导率高 (82.23%),以及优越的热稳定性.
• CWGA-12表现出了显著的耐水性,在7天的浸水或5小时的60°C动后没有出现分解.
• 回收的CWGA-12显示了增强的紫外线阻断 (99.22% UVA,99.95% UVB) 和在2天内完全生物降解.

结论:

• 这项研究成功地从CMC和废核桃中生产了高性能,水稳定的生物塑料,为传统塑料提供了可持续的替代品.
• 开发的生物塑料具有出色的机械强度,耐用性,UV阻性能和快速生物降解性.
• 这些发现突出了一个有希望的途径,通过创新的生物复合材料开发来利用核桃的废物和减轻塑料污染.