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新型热塑性塑料可提供更清洁便宜的原料

2016/3/31 13:29:51 | 文章来源:今日头条  | 【大 小】 【打印】

一款新型热塑性塑料近日开发成功,研究人员发明的无溶剂的生产工艺,可使分散在合成橡胶基质中的纳米尺寸的木质素互相连接,产生了可熔、可模制的坚韧材料,比ABS至少坚韧十倍。

这一成果由美国能源部橡树岭国家实验室的研究人员研制而成,这一新型热塑性塑料—— ABL(acrylonitrile-butadiene-lignin的首字母缩写)用来自于植物的木质素取代了ABS塑料中的苯乙烯,据悉,ABL还可以回收,在熔化三次后仍表现良好。这个研究结果发表在《AdvancedFunctional Materials》杂志上,可能会为不同的制造商提供更清洁、更便宜的原料。

各种木质素在热稳定性上也各不相等。科学家们评估了来自于麦秸、软木(如松树)和硬木(如橡树)的木质素,他们发现硬木来源的木质素热稳定性最佳,而某些类型的软木木质素也能在熔融状态下保持稳定。

研究人员需要将木质素与软聚合物基质结合。通常情况下,化学家通过在溶剂的存在下合成聚合物来实现这一过程。不过因为木质素和含有丙烯腈和丁二烯的合成橡胶(称为丁腈橡胶)都具有电子不均匀分布的化学基团,有可能发生相互作用,因此Naskar和Chau Tran尝试在无溶剂条件的熔融态下融合这两种物质。

同时研究人员也在优化ABL塑料的组分和生产工艺,他们发现丙烯腈占41%的合成橡胶基质能够使ABL达到韧性和刚性的最佳平衡,各组分的混合温度在140和160摄氏度之间时效果最优。

研究人员发现最终的材料包括木质素形成的5-100 nm的薄片和高模量的橡胶界面,最终材料的屈服应力高达15–45 MPa。

该团队未来的研究将探索不同的原料,特别是生物质的工业废料用于ABL的可能性。