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前沿科学研究推进环保发展 --二氧化硅树脂涂料作为塑料替代品

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近些年,人们的环保意识也越来越高。除了垃圾分类,在替代不可降解塑料的过程中,纸质产品发挥着越来越大的作用。许多奶茶店开始用纸吸管,纸质购物袋等。尽管纸质产品相对传统塑料而言更加环保,但其在使用性能上要劣于传统塑料制品,尤其是防水性能。尤其对于女生,喝着奶茶中,吸管就会软化,十分不方便。纸质的袋子在承重方面也远低于塑料袋。

 

为了解决纸质产品的防水性能主要依靠塑料淋膜,PE聚乙烯淋膜+纸是最常见的工艺。但塑料淋膜和纸张间难以分离,较难对纸制品进行回收,丢弃的纸杯也无法在环境中发生降解。因此,在欧盟一次性塑料指令中,将带有塑料涂层或衬里的一次性纸基或纸板基制品部分由塑料制成,均纳入了指令范围,予以禁止。

 

近日,在周五发表在《工业与工程化学研究》杂志上的一项新研究中,纸张环保光催化二氧化硅树脂涂料作为塑料替代品(Photocatalytic Silica–Resin Coating for Environmental Protection of Paper as a Plastic Substitute),东京大学的研究人员创造了一种液体化合物——被称为 Choetsu——当应用于纸张时可以形成一种耐用的防水涂层。
“有些材料可以安全降解,例如纸,但显然纸无法满足塑料罐的广泛用途,”东京大学固体物理研究所教授、该研究的合著者 Zenji Hiroi ,在新闻稿中说。“然而,我们已经找到了一种方法,可以赋予纸张一些塑料的优良特性,但不会造成任何损害。我们称之为 Choetsu,一种低成本的可生物降解涂层,可为简单的纸张增加防水性和强度。”该物质由低成本化学品组成,例如异丙醇、甲基三甲氧基硅烷和钛酸四异丙酯。通过使用低粘度烷氧基硅烷基液体并在环境温度下干燥,在纸的纤维素纤维周围形成了几微米厚的二氧化硅-树脂层。硅氧烷粘合的薄膜增强了纸张的强度,同时保留了其柔韧性和质地,而留在薄膜空隙中的烷基(如甲基)为纸张提供了耐水性。

涂层不是永久性的。随着时间的推移,涂层会分解成研究人员声称的无害元素,如碳、水和粒状硅。因此,铜版纸可以代替大多数塑料使用,并在处理后以对环境无害的方式降解。

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