研究开发出可热封的纤维素甲酸酯生物塑料薄膜
文章导读
你敢相信吗？一种能热封、耐水强、可降解的生物塑料薄膜，竟然用纤维素就能造出来！传统塑料污染难解，而玻璃纸又无法热封，中国科学院青岛能源所团队却用绿色工艺突破瓶颈——他们开发出高取代度与聚合度的纤维素甲酸酯薄膜（CFF），湿强度达72.9 MPa，热封强度更以61 MPa碾压所有已报道的纤维素膜。它不仅透明、抗菌、阻隔性优异，还能自然降解和循环利用，制备过程也环保可控。这项有望替代石油基塑料的“全能型”材料，正瞄准高品质包装甚至柔性电子器件应用，未来已来，你准备好了吗？
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传统的石油基塑料薄膜因不可生物降解且回收率低，已对生态环境和人类健康构成严重威胁。因此，人们越来越关注开发绿色生物基塑料薄膜。纤维素具有良好的生物可降解性和特殊的线性柔性结构，成为制备生物塑料薄膜的理想材料。然而，纤维素基生物塑料由于耐水性差、缺乏热封性，其实际应用受限。
中国科学院青岛生物能源与过程研究所科研人员，在前期对木质纤维素熔盐水合物预处理及相关功能材料开发的基础上，通过绿色、温和的熔盐水合物预处理及酯化反应，开发了兼具高取代度和高聚合度的纤维素甲酸酯。通过流延法获得的纤维素甲酸酯生物塑料薄膜（CFF）展现出良好的耐水性和热封性。
与传统的纤维素基玻璃纸原纸和石油基聚乙烯（PE）薄膜相比，CFF具有更高的拉伸强度和韧性，其湿强度为72.9 MPa，优于大多数已报道的纤维素基生物塑料膜。由于预处理和酯化取代导致的去结晶化，这种CFF还表现出独特的热封性，其热封强度为61 MPa，显著高于所有已报道的纤维素生物塑料。此外，CFF具有出色的包装性能，包括对水蒸气、空气和油的高阻隔性，高透明度，良好的印刷适性和抗菌性能，满足高质量纤维素基包装薄膜的应用需求。
更重要的是，与玻璃纸原纸和PE膜相比，这种生物塑料在自然填埋或堆肥条件下具有良好的生物降解性和可循环回用性，对环境影响较低。其制备过程绿色，具有规模化生产的潜力，未来有望替代石油基绿色薄膜，广泛应用于高品质绿色包装和功能性先进应用领域，如作为柔性基膜用于太阳能电池和电子器件等。
相关研究成果以A Green Carbon-Based Cellulose Formate Film Bioplastic with High Wet Strength, Excellent Heat Sealability, and Recyclability Fabricated Under Ambient Conditions为题，发表在Small上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。
纤维素甲酸酯膜的制备与性能对比
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