印尼团队2026年开发除氧可降解PLA薄膜 降解28.86%
2026-07-22 16:36
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维度网讯,印度尼西亚哈桑丁大学安迪·迪尔潘教授团队成功开发一种多层聚乳酸基可生物降解薄膜。该薄膜以微晶纤维素(MCC)增强,并添加除氧化合物丁基羟基甲苯(BHT),兼具除氧功能与增强的机械性能,为替代传统食品包装塑料提供新的技术方案。

传统食品包装塑料坚固耐用且能有效阻隔氧气,但丢弃后可在环境中存留数十年。植物基可生物降解塑料虽是有前途的替代品,在氧气阻隔性和机械性能方面却存在不足。研究人员此前多尝试引入添加剂以分别提高强度或除氧能力,但极少将两者结合进行测试。

迪尔潘团队制备的多层PLA薄膜中,纤维素来源是该项研究的一个显著特点。研究人员未采用木材或农作物纤维素,而是从发酵椰水中生产细菌纤维素,模仿了制作“nata de coco”的过程。细菌纤维素纯度高、纤维丰富,经纯化加工成MCC粉末作为添加剂。薄膜由三层薄层构成,除氧剂BHT仅置于面向食品的两层内层中。

团队测试了不同MCC添加量的薄膜,并将其椰水衍生纤维素与常见的商业替代品MCC avicel pH 102进行比较。增加纤维素使薄膜机械强度更高,氧气透过量降低,材料变得更致密且更硬。在微观层面,椰水衍生纤维素产生了比商业替代品更均匀、无缺陷的结构。氧气渗透性测试表明所得薄膜性能优于纯PLA。在降解性方面,薄膜埋入土壤后快速且稳定地降解,25天内降解率达到28.86%,与类似聚合物制成的可生物降解塑料水平相当(后者在相同时段内的降解率超过25%)。

该项研究强调了一个重要权衡,尽管增强薄膜表现出改善的刚度和除氧性能,但其脆性较大,断裂前延展性不佳。包装材料须承受制造、运输和日常处理,因此在多层可生物降解体系中结合增强剂与除氧剂虽前景广阔,但阻隔性能与柔韧性之间的平衡仍需改进。

该项研究为制造真正生态的食品包装塑料提供了设计标准。研究于2026年5月5日在线公开,将于2027年3月1日发表在《ASEAN Journal for Science and Engineering in Materials》第6卷。安迪·迪尔潘教授在总结时表示,该方法支持可持续食品包装的发展,并为联合国可持续发展目标中的负责任生产、气候行动和粮食保存目标做出贡献。

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