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有利于地球的塑料替代品 新型可生物降解的“塑料”坚韧 富有弹性

发布时间:2019-05-14 16:35:11 来源:

寻求将塑料从垃圾填埋场中取出并同时满足食品工业的需求充满了障碍。

石油基产品的可生物降解替代品必须满足各种标准,并且到目前为止,由于加工和经济限制,可再生来源的可行替代品的尝试面临有限的成功。在这些障碍中,迄今为止的产品对于食品包装来说太脆弱了。

但俄亥俄州立大学的一项新研究表明,天然橡胶与生物塑料以新颖的方式相结合,可以更好地替代塑料,这已经吸引了那些希望缩小环境足迹的公司的兴趣。

几乎所有塑料 - 约90% - 都是以石油为基础的,不可生物降解,这是一个主要的环境问题。

在发表在Polymers杂志上的一项新研究中,该研究小组报告了一种橡胶增韧产品的成功,这种产品来自微生物发酵,他们认为这种产品可以像传统塑料一样发挥作用。据科学家称,这项新研究突出了迄今为止该领域取得的最大成功。

俄亥俄州立大学食品科学与技术系的博士后研究员赵晓英说:“以前尝试这种组合是不成功的,因为橡胶的柔软性意味着产品在这个过程中失去了很多力量。”

这项新研究涉及将橡胶熔化成植物基热塑性塑料PHBV以及有机过氧化物和另一种称为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)的添加剂。

最终产品比PHBV更加坚韧75%,灵活性提高100% - 这意味着它更容易塑造成食品包装。

其他研究团队将橡胶和PHBV结合在一起,但产品太弱,无法承受食品包装的所有要求 - 从加工,运输到商店和家庭的处理,特别是用于冷冻和微波炉的容器该研究的资深作者,俄亥俄州立大学食品科学与技术教授Yael Vodovotz表示。

她说,当涉及到通常用于包装从新鲜农产品到冷冻食品的所有塑料薄膜时,增加柔韧性而不会显着降低强度。

赵说,虽然制造这种类型的橡胶增强生物塑料的其他尝试已经使PHBV的强度降低了80%,但在这项研究中只有30%的力量损失 - 更容易控制。

研究报告的共同作者,天然橡胶专家,俄亥俄州立大学园艺和作物科学教授Katrina Cornish解释说,经过改进的韧性与强度不同。

“想象一下,试图用手将一块混凝土拉开。这正在测试它的强度。但是空手道用手或脚劈砍它正在测试它的韧性 - 它是多么容易破碎,”康沃尔说。

“你永远不能将它拆开,但如果你足够强大,你就可以打破它。”

大多数研究人员目前的重点是可能使用各种可生物降解的材料 - 以及其他具有环保意识的材料 - 他们可能将这些材料用作填料以进一步加强混合物。他们讨论过使用研究员从废咖啡渣中提取油后留下的“蛋糕”。正在考虑番茄皮,蛋壳也是如此。

“我们想要一些本来可以浪费的东西,这些东西是可持续的,也相对便宜,”Vodovotz说。

他们甚至看到了同时攻击两个环境问题的可能性,通过观察环保主义者从水道中挣扎的侵入性草可能会与橡胶混合物混合起来。

“我们可以将它们干燥,研磨它们并可能将这些草用作纤维填料,”Vodovotz说。

除了包装食品外,生物塑料还可能用于其他与食品相关的应用,如餐具和砧板。

研究人员正在寻求与食品科学以外的同事合作,考虑其产品的其他应用,例如为食品服务人员或汽车和飞机零件制造建筑材料,手套。

Vodovotz说,随着团队努力将其技术从实验室转移到食品行业,将有许多细节可以根据公司的个人优先事项和关注点来解决,这可能意味着要修补这些组合。

“当我们越来越接近与食品制造商合作时,我们的潜在合作伙伴会提出具体问题,”Vodovotz说。“我们必须非常小心我们在这个过程中使用的东西,以满足他们的需求,并且他们有非常具体的参数。”

高级加工和包装研究中心为该研究提供了资金。

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