新型橡胶增强PHBV作为坚韧,灵活的可降解塑料,用于食品工业

既要保证塑料不被垃圾填埋,同时又要满足食品工业的需求,这一追求充满了障碍。

生物可降解石油基产品的替代品

一种生物可降解的石油产品替代品必须符合各种标准,到目前为止,由于加工和经济方面的限制,从可再生资源中寻找可行替代品的尝试成效有限。在这些障碍中,迄今为止,产品过于脆弱,不适合食品包装。

但俄亥俄州立大学(Ohio State University)的一项新研究表明,以一种新颖的方式将天然橡胶与生物塑料结合在一起,会产生一种更强的塑料替代品,这已经引起了那些希望减少环境足迹的公司的兴趣。

几乎所有的塑料——大约90%——都是由石油制成的,不可生物降解,这是一个主要的环境问题。

寻求缩小环境足迹

在《聚合物》杂志上发表的一项新研究中,研究小组报告了一种成功的橡胶增韧产品,这种产品来自微生物发酵,他们说其性能可以像传统塑料一样。科学家们表示,这项新研究强调了迄今为止在这一领域取得的最大成功。

“之前对这种组合的尝试都失败了,因为橡胶的柔软性意味着产品在这个过程中失去了很多强度,”俄亥俄州立大学食品科学与技术博士后赵晓英说。欧洲杯线上买球

这项新研究涉及将橡胶与有机过氧化物和另一种添加剂三甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)一起熔化成一种名为PHBV的植物基热塑性塑料。

最终产品比PHBV本身的硬度高75%,柔韧性高100%,这意味着它更容易制成食品包装。

新型生物可降解“塑料”既坚固又柔韧

其他研究小组结合橡胶和PHBV,但是产品已经太脆弱,承受的所有要求食品包装——从加工,运输,处理在商店和房屋,特别是容器用于冻结,然后放进微波炉里,说,这项研究的资深作者,雅艾尔Vodovotz,俄亥俄州立大学食品科学与技术教授欧洲杯线上买球

她说,从新鲜农产品到冷冻食品,塑料薄膜通常被用于包装所有东西,在不显著降低强度的情况下,增加灵活性尤为重要。

Zhao说,尽管其他制造这种橡胶增强生物塑料的尝试将PHBV的强度降低了80%,但在这项研究中只有30%的强度损失了,这是一个更容易控制的量。

天然橡胶专家、俄亥俄州立大学园艺学和作物学教授卡特里娜·考尼什(Katrina Cornish)是这项研究的合著者,她解释说,韧性得到了改善,但不同于强度。欧洲杯线上买球

“想象一下你试着用手掰开一块混凝土。这是在考验它的力量。但空手道用手或脚砍它是在测试它的韧性——它有多容易折断。”康沃尔说。

“你永远无法把它拆开,但如果你足够强大,你可以把它打碎。”

各种生物可降解材料的潜在用途欧洲杯足球竞彩

研究人员目前主要关注的是各种生物可降解材料的潜在用途,他们可能会将这些材料用作填充物,以进一步加强混合。欧洲杯足球竞彩他们讨论过使用一位同事从废咖啡渣中提取油脂后留下的“蛋糕”。番茄皮和蛋壳都在考虑之列。

“我们想要一些可持续的、相对便宜的东西,否则就会被浪费,”Vodovotz说。

他们甚至着眼于同时解决两个环境问题的可能性,通过观察环保主义者从水道中拔出来的侵略性草可能会如何与橡胶混合剂玩耍。

“我们可以把它们弄干、磨碎,并可能把这些草用作纤维填料,”Vodovotz说。

除了包装食品,生物塑料还可以用于其他食品相关的应用,如餐具和砧板。

研究人员正在寻求与食品科学以外的同事合作,以考虑他们的产品的其他应用,如制造建筑材料,食品服务人员的手套,或汽车和飞机的部件。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

Vodovotz表示,随着该团队将其技术从实验室转移到食品行业,将有许多细节需要根据公司个人的优先事项和关注事项来解决,这可能意味着要对混合物进行修补。

“随着我们与食品制造商的合作越来越近,我们的潜在合作伙伴也在问一些具体的问题,”Vodovotz说。“为了满足他们的需求,我们必须非常小心我们在这个过程中使用的东西,他们有非常具体的参数。”

高级加工和包装研究中心为这项研究提供了资金。

来源:https://www.osu.edu/

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