2025年1月,日本化工公司Nippon Shokubai(日本觸媒)成功開發出一款新型聚合物,該聚合物以聚丁二酸乙二醇酯(
PES)作為骨架,可作為聚乳酸(
PLA)的
改性劑,賦予PLA海洋生物降解性,同時使其具備柔軟特性。隨著PLA產量的日益增長和應用范圍的不斷擴大,這款新型聚合物有望助力解決海洋塑料廢棄物問題,推動可持續發展目標的實現。
PES雖可在土壤或河川環境中實現生物降解,但由于海洋中的降解菌濃度較低且種類稀少,導致其在海洋中難以分解。而此次研發的新型聚合物通過部分引入癸二酸、十二烷二酸等長鏈二羧酸成分,顯著提高了聚合物鏈的移動性,從而展現出與纖維素相當的海洋生物降解性能。
該新型聚合物不僅具有源自PES的阻氣性,且相較于傳統生物降解性聚合物,其阻氣性能更為出色,同時具備柔軟性與韌性。薄膜撕裂測試結果表明,其性能達到了與低密度聚乙烯(LDPE)同等的水平。
圖1:使用海水(25°C)進行的BOD生物降解測試
圖2:氧氣透過率(23℃,干燥條件)
另一方面,將新型聚合物添加到僅在60°C堆肥條件下才能生物降解的PLA中,能夠賦予PLA海洋生物降解性。同時,新型聚合物自身的柔軟特性可以有效改善PLA質地硬且脆的缺點。此外,該新型聚合物還有望應用于聚丁二酸丁二醇酯(PBS),賦予其海洋生物降解能力。
新型聚合物屬于共聚物,可通過改變組成成分在較大范圍內靈活調整機械特性。并且,除了構成PES的琥珀酸和乙二醇外,作為新型聚合物成分之一的癸二酸主要以蓖麻油為原料,這為實現該新型聚合物的全生物質化提供了可能。
隨著這項技術的不斷發展和應用,有望為全球海洋環境保護和可持續發展帶來積極影響,在解決塑料廢棄物對海洋生態環境威脅的同時,為相關產業提供更多高性能、環保的材料選擇。
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