北卡罗莱纳州立大学的研究小组指出,生物基葡萄糖二酸和木质素添加剂能显著提高聚乙烯酸(PVA)纤维的韧性。
作为一种新型抗塑化剂,这种添加剂能使树脂的拉伸强度增加近三倍,并使其模量增加两倍。增强PVA纤维可应用于聚合物、清洁剂等产品。
目前,葡萄糖二常被用作营养补充剂的一种成分。芳香族有机聚合物木质素是纸浆和造纸业的废副产品。
位于马萨诸塞州米尔顿的生物技术创业公司Kalion Inc.为这项研究提供了葡萄糖二酸盐。
北卡罗莱纳州立大学的研究人员Ericka Ford和Chunhong Lu证明,葡萄糖二酸盐能提高PVA纤维材料的熔点、加工条件,增强结构和力学性能。
Ford是北卡罗莱纳州立大学纺织工程、化学和科学部的纺织技术助理教授。
Lu女士于2017年12月获得北卡罗莱纳州立大学博士学位,目前在上海东华大学纺织工程系任教。
Ford在2017年初就有了最初的想法。她说:“……团队使用凝胶纺丝技术从聚合物中形成纤维,可延伸到高拉伸比。我们的团队一直在寻求通过化学工艺增强纤维且不影响纤维强度的方法。”
这项研究得到了来自非织造布研究所和美国国家科学基金会的资助。
位于新泽西州霍博肯的约翰威立出版有限公司(John Wiley & Sons Inc.)于2月21日发表了研究人员的技术论文,并刊登在4月份出版的《Macromolecular Materials and Engineering》期刊杂志上。
绿色产品
Ford说:“这些研究成果将支持那些需求绿色替代品的行业。我们的团队计划使用葡萄糖二酸、木质素和其他可能的生物添加剂来加工塑料,以确保与食品、人和环境的安全接触。”
美国能源部2004年的一份生物质计划报告中列出了12种含糖的化学物质和具有潜在经济驱动力的生物提炼材料。
研究人员将继续探索可持续葡萄糖二酸和木质素添加剂在工业纤维中的应用,如钢筋混凝土和碳纤维前体。
Ford 指出:“木质素的低成本使它成为一种具有吸引力的添加剂。人们更感兴趣的是,将葡萄糖二酸作为一种添加剂,用于制造完全由生物聚合物制成的织物和纤维。在一些情况下,生物塑料需要进行加工,并拥有与合成聚合物相媲美的机械性能。”
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