用于食品包装应用的改性木质素-PLA生物复合材料

2023年2月，生物降解材料研究院、TK生物基材料主办，中科国生、微构工场、丰原生物协办的《生物基与降解材料2022年度大会暨颁奖典礼》将在苏州举办，会议将发布PBAT、BDO、PLA等材料年度数据，现诚邀行业专家、企业代表出席，欢迎报名参展参会。

在过去的几十年里，聚合物的消费量大大增加;包装现在使用全球所有聚合物材料的42%。聚合物的广泛使用会影响环境，包括土地和水道。聚合物在食品包装中的大量使用是因为它们比传统的玻璃和金属包装更方便。

聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚乳酸（PLA）是食品包装中最常用的聚合物。PLA等可持续和生物基聚合物通常比不可持续的PP和PE基包装材料更昂贵。PLA具有生产更可持续包装系统的潜力，因为它是一种由自然资源制成的生物聚合物。它广泛用于塑料薄膜，瓶子和可生物降解的医疗设备。然而，由于其热稳定性差、结晶慢和成本高，PLA不适合需要更长保质期的食品储存应用。InnoRenew CoE进行的研究旨在通过结合木质素等生物聚合物来克服PLA的局限性。

 兼容且可生物降解 

木质素可以作为农业和森林生物精炼厂的低成本副产品获得。它含有几种不同的官能团（羟基、羰基和羧基）。然而，由于这种形式中存在的极性官能团，木质素与PLA存在一些相容性问题。修饰木质素中的这些极性基团可以显著减少与PLA基质的相容性问题，并在不影响生物降解性的情况下增强PLA的机械和物理化学性能。

MSCA-PACK-NIN 项目最近的工作提出了一种改性反应，即木质素羟基的氧丙基化，以增强木质素聚合物的疏水性和可塑性。研究人员通过混合和注塑工艺生产了具有不同重量百分比成分的改性木质素/ PLA复合材料。他们检查了所生产复合材料的热降解特性和玻璃化转变温度，以及冷结晶和熔融温度。他们根据所得特性优化了复合材料中改性木质素的重量百分比。图为纯PLA、PLA木质素和PLA改性木质素拉伸试验后所选复合材料的注塑成型PLA改性木质素复合材料试样和SEM显微照片。

未来研究 

为了进一步开发这些复合材料，未来的研究将包括支持食品包装应用的其他测试，包括抗氧化剂和降解研究。这项研究的综合结果已提交同行评审出版。该研究的一部分是在瑞典斯德哥尔摩大学的SUSMATCHEM小组进行的，MSCA-PACK-NIN项目承认了借调机会。

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