Биопластики — это пластиковые материалы, изготовленные из биомассы вместо сырой нефти и природного газа.Они более экологичны, но, как правило, менее долговечны и гибки, чем традиционные пластмассы.Они также менее стабильны при воздействии тепла.
К счастью, ученые из Университета Акрона (UA) нашли решение этого последнего недостатка, выйдя за рамки возможностей биопластика.Их разработка может внести значительный вклад в устойчивость пластмасс в будущем.
Ши-Цин Ван, доктор философии в лаборатории UA, разрабатывает эффективные стратегии преобразования хрупких полимеров в жесткие и гибкие материалы.Последней разработкой команды является прототип чашки из полимолочной кислоты (PLA), которая является сверхпрочной, прозрачной и не сжимается и не деформируется при наполнении кипящей водой.
Пластик стал неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, но большая его часть не подлежит вторичной переработке и поэтому скапливается на свалках.Некоторые многообещающие биоразлагаемые/компостируемые альтернативы, такие как PLA, часто недостаточно прочны, чтобы заменить традиционные полимеры на основе ископаемого топлива, такие как полиэтилентерефталат (PET), потому что эти устойчивые материалы очень хрустящие.
PLA — это популярная форма биопластика, используемая в упаковке и посуде, потому что ее производство дешево.До того, как лаборатория Вана сделала это, использование PLA было ограничено, поскольку он не выдерживал высоких температур.Вот почему это исследование может стать прорывом для рынка PLA.
Доктор Рамани Нараян, известный ученый в области биопластиков и почетный профессор Мичиганского государственного университета, сказал:
PLA является ведущим в мире 100% биоразлагаемым и полностью компостируемым полимером.Но он имеет низкую ударную вязкость и низкую температуру тепловой деформации.Он размягчается и структурно разрушается при температуре около 140 градусов по Фаренгейту, что делает его непригодным для многих типов упаковки для горячих пищевых продуктов и одноразовых контейнеров.Исследование доктора Вана может стать прорывной технологией, потому что его прототип чашки из PLA прочный, прозрачный и может выдерживать кипящую воду.
Команда переосмыслила сложную структуру пластика PLA на молекулярном уровне, чтобы добиться термостойкости и пластичности.Этот материал состоит из цепочечных молекул, связанных вместе, как спагетти, переплетенных друг с другом.Чтобы быть прочным термопластом, исследователи должны были гарантировать, что кристаллизация не нарушит структуру переплетения.Он интерпретирует это как возможность собрать всю лапшу сразу парой палочек для еды, а не несколько лапш, которые соскальзывают с остальных.
Их прототип пластиковой чашки PLA может удерживать воду, не разлагаясь, не сжимаясь и не становясь непрозрачным.Эти чашки можно использовать как более экологичную альтернативу кофе или чаю.
Время публикации: 08 февраля 2023 г.