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美國阿克倫大學(xué)(University of Akron)高分子科學(xué)與聚合物工程學(xué)院王世清教授在可持續(xù)性的生物塑料方面取得重要進展。
王世清教授及其團隊一直致力于研究將脆性聚合物轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性和柔性聚合物。該團隊最近就研發(fā)了一種新型聚乳酸(PLA)杯子。這種杯子透明度好、韌性好,并且在裝滿沸水時不會收縮。
“現(xiàn)在,塑料已經(jīng)成為我們?nèi)粘I畹闹匾M成部分,由于大多數(shù)塑料不能回收利用,因此會堆積在垃圾填埋場中,”王世清教授說,“但一些前景不錯的可生物降解材料,例如PLA,因其易碎,通常難以替代以化石燃料為原料的高分子聚合物,但這種剛研發(fā)出來的新型PLA杯子克服了該難點。”
密歇根州立大學(xué)化學(xué)工程與材料科學(xué)系教授、生物塑料著名科學(xué)家Ramani Narayan博士評價王世清教授團隊的最新成果:“ PLA是世界上最重要的100%生物基且完全可堆肥的聚合物,但是它有較差的韌性和較低的熱變形溫度,在140℉(60℃)會軟化,并且結(jié)構(gòu)上受到破壞,這使得它在許多熱食品包裝和一次性容器中無法使用。但王教授的研究在此溫度上依然保持穩(wěn)定性能。該成果可能成為PLA市場的重要突破。”
為了解釋這種PLA杯子如何提高柔韌性和耐熱性,王世清教授用煮熟的意大利面作類比。如果將熔融的PLA放大一百萬倍,每個鏈狀分子看起來就像一堆意大利面條,長度為幾米。要使PLA堅韌,關(guān)鍵的是在結(jié)晶過程不能破壞“意大利面條”的交織結(jié)構(gòu)。
王世清教授稱這種交織的結(jié)構(gòu)為“鏈狀網(wǎng)”。操作時,實驗團隊需將PLA晶體限制在納米級,同時保持這種鏈狀網(wǎng)不被破壞。此結(jié)構(gòu)可確保PLA飲料杯在物理性能上透明、堅固、耐熱。
這種透明杯子可以盛裝熱茶和咖啡,并且可以代替市場上大多數(shù)塑料飲料杯。王世清教授表示:“我們新研究成果可能會帶來PLA包裝市場的成倍增長。”(本文根據(jù)phys.org編譯) |