2025年1月,日本化工公司Nippon Shokubai(日本触媒)成功开发出一款新型聚合物,该聚合物以聚丁二酸乙二醇酯(
PES)作为骨架,可作为聚乳酸(
PLA)的
改性剂,赋予PLA海洋生物降解性,同时使其具备柔软特性。随着PLA产量的日益增长和应用范围的不断扩大,这款新型聚合物有望助力解决海洋塑料废弃物问题,推动可持续发展目标的实现。
PES虽可在土壤或河川环境中实现生物降解,但由于海洋中的降解菌浓度较低且种类稀少,导致其在海洋中难以分解。而此次研发的新型聚合物通过部分引入癸二酸、十二烷二酸等长链二羧酸成分,显著提高了聚合物链的移动性,从而展现出与纤维素相当的海洋生物降解性能。
该新型聚合物不仅具有源自PES的阻气性,且相较于传统生物降解性聚合物,其阻气性能更为出色,同时具备柔软性与韧性。薄膜撕裂测试结果表明,其性能达到了与低密度聚乙烯(LDPE)同等的水平。
图1:使用海水(25°C)进行的BOD生物降解测试
图2:氧气透过率(23℃,干燥条件)
另一方面,将新型聚合物添加到仅在60°C堆肥条件下才能生物降解的PLA中,能够赋予PLA海洋生物降解性。同时,新型聚合物自身的柔软特性可以有效改善PLA质地硬且脆的缺点。此外,该新型聚合物还有望应用于聚丁二酸丁二醇酯(PBS),赋予其海洋生物降解能力。
新型聚合物属于共聚物,可通过改变组成成分在较大范围内灵活调整机械特性。并且,除了构成PES的琥珀酸和乙二醇外,作为新型聚合物成分之一的癸二酸主要以蓖麻油为原料,这为实现该新型聚合物的全生物质化提供了可能。
随着这项技术的不断发展和应用,有望为全球海洋环境保护和可持续发展带来积极影响,在解决塑料废弃物对海洋生态环境威胁的同时,为相关产业提供更多高性能、环保的材料选择。
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