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壳聚糖/聚乙二醇二缩水甘油醚/胺化木质素复合涂层:作为一次性塑料低碳替代品的高湿强纸材料
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月01日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 8.5
编辑推荐:
(编辑推荐)本研究创新性地开发了水溶性壳聚糖/聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE)/胺化木质素(AL)复合涂层(CPA),通过分子交联和界面增强策略,使纸张湿拉伸强度提升75倍,同时保持140天土壤可降解性。该涂层在纤维孔隙形成致密网络,赋予纸基材料(如吸管、地膜)优异性能与低碳特性,为塑料替代提供了可持续解决方案。
Highlight
本研究开发的环境友好型CPA涂层,通过将可再生木质素进行胺化改性(AL),与壳聚糖和PEGDE形成"三明治"式交联结构。这种设计巧妙融合了AL的刚性疏水骨架、壳聚糖的成膜性以及PEGDE的交联活性,在纸纤维表面构建了"钢筋-混凝土"般的增强体系。
Materials
实验采用上海蓝吉科技的壳聚糖、麦克林的PEGDE和飞煌化工的碱木质素。通过2-氯乙胺盐酸盐醚化反应将木质素转化为水溶性AL(图2A),FTIR和1H NMR证实胺基成功接枝,XPS显示氮元素含量提升3.8倍,破解了木质素难溶的应用瓶颈。
Conclusions
CPA涂层通过共价键/氢键的"双网络"交联,在纸张表面形成类塑料的防护层。其湿强度超越传统生物基涂层,降解周期(140天)完美匹配农作物生长季,制成的纸吸管在沸水中保持4小时不溃散,碳排放较PE涂层降低62%,堪称"会呼吸的塑料"。
CRediT authorship contribution statement
王永贵教授团队完成从概念设计到论文撰写的全流程工作,其中魏振柯负责核心实验与初稿撰写,高志尊等参与性能测试,肖泽方参与数据校验,体现多学科协作创新。
Declaration of competing interest
作者声明不存在利益冲突,所有数据真实可靠。
Acknowledgments
感谢国家自然科学基金(32171694)对本研究的资助。
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