用废蛋粉增强的生物基环保生物膜复合材料的合成和表征

科学领域:

• 材料科学
• 聚合物科学
• 可持续的化学

背景情况:

• 生物废物,包括蛋和粉等农业副产品,构成了重大环境挑战.
• 将生物废物转化为功能材料符合循环经济原则和可持续发展目标.
• 开发环保复合材料对于减少对石油塑料的依赖和减轻污染至关重要.

研究的目的:

• 通过使用废弃蛋作为增强剂和生物废弃物衍生的粉作为基质,合成和表征环保的生物膜复合材料.
• 调查蛋含量和糖醇 (增塑剂) 度对复合材料的特性的影响,包括吸水性,抗拉性和生物降解性.
• 使用热重量计分析 (TGA) 和差分扫描热量计 (DSC) 评估开发的复合材料的热稳定性.

主要方法:

• 基于生物质的复合材料使用粉作为粘合剂和废蛋作为填充剂.
• 在复合材料中加入了不同度的蛋 (1560%) 和糖醇 (520%).
• 测量了吸收湿度,抗拉强度和生物降解性,以评估材料性能.
• 使用热重量测量分析 (TGA) 和差分扫描热量测量 (DSC) 来进行热性表征.

主要成果:

• 将蛋含量从15%提高到60%,使湿度吸收率从18.75%降至5.31%,但拉伸强度从8.18MPa降至5.17MPa.
• 糖增强了水分保留,随着度从5%上升到20% (蛋含量为15%),吸收率从18.75%上升到20.15%.
• 使用30%的蛋和5%的糖醇可以达到最佳生物降解率 (87.31%),而使用30%的填充剂和10%的增塑剂可以达到78.25%的降解率. 复合材料具有优越的热稳定性.

结论:

• 生物废弃物可以有效地用于制造具有可调节性质的环保生物膜复合材料.
• 在增加蛋含量时,耐湿性和机械强度之间存在权衡.
• 开发的复合材料具有可持续应用的潜力,提供更高的热稳定性和生物降解性,尽管需要考虑水分管理.