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美国研究团队开发改进型粘合剂聚合物强度更高且可生物降解

盖世汽车 Elisha 2025-01-24 13:37:50

核心提示：与现有粘合剂（无法承受15磅的重量）相比，P3HB胶棒样品可以承受高达20磅的重量。

盖世汽车讯据外媒报道，科罗拉多州立大学（Colorado State University）等机构的研究人员开发出一种粘合剂聚合物，比目前市售粘合剂更坚固，同时可以生物降解和重复使用。该研究结果展示了如何对常见的天然聚合物P3HB进行化学改造，以用作坚固且可持续的粘合剂。

（图片来源：科罗拉多州立大学）

粘合剂通常用于汽车、包装、电子产品、太阳能电池和建筑等许多领域。该产业支撑着大部分当代生活，但也加剧了塑料垃圾问题。在这项研究中，该团队使用实验、仿真和过程建模来开发替代聚合物。

科罗拉多州立大学化学系教授Eugene Chen表示，聚（3-羟基丁酸酯）或P3HB是一种天然的、生物基、可生物降解的聚合物，可以通过微生物在适当的生物条件下生产。但是，以这种方式制成的聚合物不具有粘性。该实验通过化学方法来重新设计其结构，可使其比常见的石油衍生、非生物降解聚合物具有更强的粘性，以用于各种基材或表面（如铝、玻璃和木材）。重新设计的P3HB的粘合强度还可以进行调整，以适应不同的应用需求。

Chen表示：“石油基热固性粘合剂（如Gorilla Glue和JB Weld）以及热塑性热熔体，很难甚至不可能回收或再利用，这主要是因为它们与其他材料的粘合力很强。这种方法提供了一种可生物降解的材料，可用于各种行业。与这些选项相比，其强度可调甚至更高。”

科罗拉多州立大学博士生Ethan Quinn表示：“我们开发了一款P3HB胶棒样品，并将其与市售胶枪一起使用，以测试其密封纸箱和在钢板上的其他性能应用。我知道数据显示它比其他选项更强大，但令人震惊的是，我们能够证明其性能远超过常规热熔产品。与现有粘合剂（无法承受15磅的重量）相比，它可以承受高达20磅的重量。”

P3HB在各种情况下都能够生物降解，包括受控和不受控环境。这意味着它可以在垃圾填埋场（以及海水或土壤）中自然生物降解。这扩大了在其生命周期结束时处理材料的可能选择范围。另外，P3HB粘合剂也可以回收、再加工和重复使用。

该团队现将探讨如何将这种聚合物广泛投入商用。Chen表示：“我们正在研究两种不同的方法以实现大规模生产，包括降低总成本和环境影响的方法。美国国家可再生能源实验室（NREL）团队进行的分析已经确定了我们能够改进的关键领域，我们将继续与BOTTLE联盟合作，以扩大规模。”