植物基環保材料有望替代聚苯乙烯泡沫塑料

2020-12-25 科技工作者之家

材料強度很高、絕緣性良好,製造過程不需要使用有毒溶劑。

zmescience.com網站報導,美國華盛頓州立大學(Washington State University)的研究人員Amir Ameli和Xiao Zhang等開發了一種植物基材料。該材料比聚苯乙烯泡沫塑料的絕緣性能更好,並能在不產生形變的情況下支撐起自身質量200倍的重物。

聚苯乙烯泡沫塑料是一種廣泛用於建築行業的功能材料,雖然它的性能很出色,但卻有毒性,燃燒時會汙染環境。此外,製造聚苯乙烯泡沫塑料還會消耗寶貴的石油資源。長期以來,華盛頓州立大學的Ameli和Zhang一直在試圖開發一種更環保的泡沫塑料替代品。經過反覆試驗,Ameli等終於確定了一種主要由纖維素納米晶體構成的新材料。材料在製造過程中不涉及有毒溶劑,只需要水作為溶劑。這並不是首次有研究人員嘗試用植物基材料替代聚苯乙烯泡沫塑料,但之前的產品並不像「本體」那樣可靠:在絕緣性、強度和彈性等方面都有較大差距。

新材料中除包含纖維素納米晶體外,還含有聚乙烯醇。聚乙烯醇是一種聚合物,與纖維素納米晶體結合後可提高材料的彈性。纖維素納米晶體是由酸解法製成的。酸解過程使用的酸是無毒的,並能裂解化學鍵。新材料具有均勻的蜂窩狀結構,燃燒時不會產生有毒物質。Ameli說:「我們採用簡單易行的方法,以納米晶纖維素為基礎,製造了高性能的複合泡沫塑料。該材料兼具良好的隔熱和機械性能。我們的研究結果顯示了納米晶纖維素等可再生材料在高性能功能材料領域的巨大潛力。它們對節約能源,減少石油基材料的消耗,減輕對環境的不利影響都有積極作用。」

下一步,Ameli等希望擴大新材料的製造過程,使其具備商業可行性。

科界原創

編譯:雷鑫宇

審稿:alone

責編:唐林芳

期刊來源:《碳水化合物聚合物》

期刊編號:0144-8617

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