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大连工业大学王海松教授课题组 Carbohyd. Polym.:在大豆分离蛋白接枝羧甲基纤维素制备可降解地膜取得新进展
2023-10-01  来源:高分子科技

  为了满足农作物生长及新鲜果蔬增产增值需求,不可降解的石油基地膜被大量使用了。市场上商用地膜主要由低密度聚乙烯(PE)制成从土壤中清除和处理不可降解的PE地膜是一项昂贵、耗时和费力的工作,废弃的PE地膜产生的微塑料严重破坏生态环境和危害人类健康。随着限塑令的升级,可再生可降解环境友好的生物基地膜的开发和利用越来越受到关注然而,天然聚合物因其较差机械性能及功能单一限制了在地膜中应用,所以现阶段亟需开发一种高强度高韧性且具有良好土壤保湿保熵及肥料缓释功能的生物基地膜代替传统的不可降解PE地膜。



  近期,大连工业大学生物基纤维材料与化学品团队提出一种通过酰胺化反应在大豆分离蛋白(SPI)分子链上接枝羧甲基纤维素(CMC制备高强度高韧性多功能可降解地膜的方法论文发表在生物材料领域学术期刊Carbohydrate Polymers王海松教授和杜健副教授论文通讯作者2021级化学专业硕士生王钱森为论文第一作者。


  研究首先利用可再生环境友好的羧甲基纤维素CMC进行质子化反应然后与来源广泛的生物基的大豆分离蛋白SPI发生酰胺化接枝共聚,由于化学共价键及物理氢键的协同增强作用,制备的膜材料呈现出优异的拉伸强度(42.15MPa)、延展性(断裂伸长率24.8%),得益于分子链之间的交联和缠结,薄膜的耐水性得到了提高,并且网络结果中包裹的尿素可以实现缓慢释放,减少了肥料的流失和施肥频率,长效促进种子发芽和生长。研究为制造具有高机械强度、高韧性具有土壤保湿保熵肥料缓释等的多功能全可生物降解地膜提供了借鉴 


1. 大豆分离蛋白接枝羧甲基纤维素制备生物基可降解地膜的流程 


2.生物基可降解地膜的机械性能和机理 


3生物基地膜保湿保熵肥料缓释促进白菜种子发芽对比图


  研究工作得到了国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金及兴辽英才计划科技创新领军人才项目的资助。


  原文链接:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.121410

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(责任编辑:xu)
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