美国研究人员开发锯末基泡沫替代聚苯乙烯
2026-06-30 11:00
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维度网讯,美国研究人员将废弃锯末转化为包装泡沫,并涂覆蜂蜡涂层,预计在某些应用场景中其强度和抗冲击性可与聚苯乙烯替代品相媲美。

锯末泡沫

这项研究由美国能源部(U.S. Department of Energy)资助,成果发表在《ACS应用聚合物材料》(ACS Applied Polymer Materials)期刊上。研究人员从Hadley Mill Works采购细加工木粉或粗未加工厂废料,随后加入纤维素粘合剂和交联成分。混合物被倒入模具,经过冷冻、冷冻干燥和热干燥处理后,形成了包括“性能良好”的泡沫原型在内的刚性和柔性材料。

该研究的作者之一Todd Emrick表示,以废料为起点进行材料制造而非从化学品目录入手令人感到兴奋。研究显示,不同的纤维素粘合剂可解锁不同的材料特性:由羧甲基纤维素制成的泡沫比聚苯乙烯更硬,而羟丙基纤维素则产生更软的材料。加工和未加工的锯末被认为能产出类似的结果。

稳定性测试使用丙酮进行,结果表明含有交联成分的泡沫能够吸收和释放水分,这与聚苯乙烯不同。部分泡沫样品还涂覆了蜂蜡涂层,据称可在不影响机械性能的前提下提高高湿度下的耐水性。Emrick指出,尽管尚未进行长期稳定性研究,但在数周到数月的时间范围内,液体稳定性表现极好,这有助于应对运输过程中的泄漏或溢出以及不同环境条件下的生产和储存。

使用4.5公斤重量进行的冲击测试表明,与类似厚度的聚苯乙烯相比,这些泡沫将重物弹起的距离减少了21%,并且能量分散效果更好,足以在常规应用中替代聚苯乙烯。Emrick补充说,该工作的最初驱动力来自包装泡沫,由于初始机械性能评估前景乐观,这种锯末基泡沫可能在建筑材料、消费电子产品高端包装等应用领域得到进一步研究,因为这些场景对轻质和保护性包装有较高要求。

此外,华盛顿大学(University of Washington)的研究人员用咖啡渣、蘑菇孢子和菌丝体3D打印了一种包装材料,其性能据说与聚苯乙烯垫料相似,但规模化生产因咖啡渣粒度一致性问题而面临挑战。Myco公司也开发了一种由蘑菇菌丝体和有机废物制成的可生物降解聚苯乙烯包装替代品,该材料在保持硬度和柔韧性的同时实现低碳足迹,且降解后不留下微塑料。Woamy公司的纤维素基泡沫目前正用于Kyrö Distillery Company受HBO《权力的游戏》启发的限量版威士忌品鉴套装中,该泡沫被认为可堆肥和可回收,能有效保护瓶子和玻璃器皿在运输过程中免受划伤。

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