兼具柔韌與高強度,且可在鹽水等自然環境中快速分解的高機能塑膠

 

刊登日期:2026/2/12
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日本理化學研究所成功利用天然資源豐富的木材成分—纖維素衍生物,開發了一項在鹽水等自然環境中可迅速分解且同時兼具柔韌性與高強度的新型塑膠材料。研究團隊發現在室溫、水相條件下,將源自木材紙漿的羧甲基纖維素鈉(CMC)與硫酸胍單體(PEIGu)混合後,兩者會如磁石般相互吸引,形成架橋高分子網絡結構。而將架橋成分乾燥後,可製作出無色透明、質地堅硬、呈玻璃狀的塑膠薄膜「MCSP Film」。
 
此種塑膠具有玻璃材料典型的脆性,但研究團隊進一步發現,一種已獲美國食品藥物管理局(FDA)核准作為食品添加物的物質—氯化膽鹼(Choline Chloride; ChCl)能發揮可塑劑作用。透過調整ChCl的添加量,即可精準控制材料的機械性質。添加量較低時,材料呈現硬而脆的玻璃狀;添加量提高後,則可獲得柔軟卻不易破裂、兼具韌性與強度的塑膠薄膜。實驗顯示,即使是厚度0.07 mm、寬度1 cm的薄膜,在成年人施力拉伸下也不易斷裂。
 
此外,新材料在鹽水中浸泡後,架橋結構會逐漸解離,最終回復為可被自然界代謝的原料分子。有別於石油基塑膠或既有的生分解性塑膠,新材料在分解過程中不會因風化而產生粒徑小於5 mm的微塑膠。再者,在鹽水中解離出的單體可利用乙醇進行分離與回收,並可反覆再製成品質相同的塑膠材料,展現優異的循環再利用性。
 
理化學研究所表示,此項研究成果可望作為既有塑膠的替代材料,且在抑制微塑膠造成的環境污染方面發揮重要貢獻。

資料來源: https://monoist.itmedia.co.jp/mn/articles/2601/08/news011.html
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