新型竹基塑料:高强度且50天自然降解!

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这种生物塑料具备卓越的机械强度。 研究人员成功以竹子为原料研制出兼具高强度与可生物降解特性的塑料。这种被称为"竹基分子塑料"的材料,在机械强度和成型能力方面可与石油基塑料相媲美,并具有更优

  这种生物塑料具备卓越的机械强度。

  

  研究人员成功以竹子为原料研制出兼具高强度与可生物降解特性的塑料。这种被称为"竹基分子塑料"的材料,在机械强度和成型能力方面可与石油基塑料相媲美,并具有更优异的热稳定性。由中国东北林业大学研发的该材料,据称在土壤中50天内即可完全降解,为可持续塑料替代品开辟了新路径。

  研究表明,以有机生物质(如竹复合材料)制成的塑料在替代传统石油基塑料方面潜力显著。据於海鹏、赵大伟等研究者介绍,他们开发出一种无毒酒精溶剂法,可将竹纤维素溶解至分子水平,进而引导纤维素分子重组构建成坚固的塑料材料。在溶解过程中,纤维素经过化学改性,在再生阶段形成强大的分子网络。

  与聚乳酸和高抗冲聚苯乙烯等商用塑料的对比测试显示,这种竹基塑料表现出众。研究者特别指出,当前竹复合塑料因机械性能不足难以满足基建等严苛场景需求,且通常由竹纤维与塑料/树脂复合而成,无法完全降解,这阻碍了其替代石油基塑料的可持续发展进程。

  高强度竹基分子塑料

  发表于《自然-通讯》的研究论文提出了一种分子工程策略:通过低共熔溶剂破解竹纤维素氢键网络,再利用乙醇介导的分子刺激重构致密氢键相互作用,经过溶剂调控的塑形过程制备高强度竹基分子塑料。研究团队最终获得的生物塑料具有卓越机械强度(拉伸强度110兆帕,弯曲模量6.41吉帕)、热稳定性(>180℃),并支持注塑、模压和机械加工等多种成型技术。

  研究人员表示:"该竹基分子塑料在机械和热机械指标上超越多数商用塑料与生物塑料,同时保持50天内土壤完全生物降解能力,闭环回收后强度保留率达90%。"

  性能超越传统塑料实验证明这种竹基塑料在机械强度、热稳定性和成型性方面均达到或超越传统塑料,具备工业化应用潜力。研究资料显示,该材料可在50天内土壤降解或实现闭环回收(回收料可用于制造同类产品),且回收后强度保持率达90%,展现出作为高性能可持续替代材料的巨大潜力。

  该技术有望将资源丰富的竹纤维素转化为高性能环保材料,不仅符合可持续发展要求,更具备工业化量产前景。

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