美國阿克倫大學(University of Akron)高分子科學與聚合物工程學院王世清教授在可持續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變為韌性和柔性聚合物。該團隊最近就研發了一種新型聚乳酸(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。
“現在,塑料已經成為我們日常生活的重要組成部分,由于大多數塑料不能回收利用,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,但這種剛研發出來的新型PLA杯子克服了該難點。”
密歇根州立大學化學工程與材料科學系教授、生物塑料著名科學家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,并且結構上受到破壞,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,關鍵的是在結晶過程不能破壞“意大利面條”的交織結構。
王世清教授稱這種交織的結構為“鏈狀網”。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不被破壞。此結構可確保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phys.org編譯) |