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开发不会变湿的100%可生物降解纸吸管

发布时间：2023-02-02 15:39:00编辑：来源：

已开发出不易受潮且可在海洋和土壤中100% 生物降解的环保纸吸管。吸管易于批量生产，有望响应餐厅和咖啡馆塑料吸管的规定而实施。

目前市面上的纸吸管并不完全是纸做的。用 100% 纸制成的吸管在接触液体时会变得太湿，无法用作吸管。因此，它们的表面应该被涂覆。纸吸管最常用的涂层材料是聚乙烯 (PE) 或丙烯酸树脂——与制造塑料袋和粘合剂所用的材料相同。纸杯也涂有与纸吸管相同的材料。之前有大量研究报道，废弃纸杯上的聚乙烯涂层可以在没有完全分解的情况下分解成小颗粒，成为微塑料。此外，这些纸制品是由纸和塑料(两种截然不同的材料)制成的，因此很难回收利用。

传统的纸吸管使用起来不方便。与液体长时间接触后，它们会变湿。此外，当这些吸管用于饮用碳酸饮料时，由于其表面特性，可能会形成许多气泡。目前，市场上有聚乳酸(PLA)吸管和大米吸管作为纸吸管的替代品。但是，PLA 吸管(也称为玉米塑料吸管)在海洋中分解不好。虽然稻草在环境中分解良好，但由于难以大规模生产且横截面尖锐，它们具有价格较高等缺点。

KRICT 的 Oh Dongyeop 博士和 Kwak Hojung 博士以及西江大学的 Park Jeyoung 教授的联合研究团队开发了环保纸吸管，该纸吸管 100% 可生物降解，性能优于传统纸吸管，并且易于量产.

利用他们的技术，研究团队通过添加少量纤维素纳米晶体来制造涂层材料，从而合成了一种著名的可生物降解塑料——聚丁二酸丁二醇酯 (PBS)*。添加的纤维素纳米晶体与纸张的主要成分是相同的材料，这使得可生物降解的塑料在涂层过程中牢固地附着在纸张表面。

* PBS(聚丁二酸丁二醇酯)：基于聚酯的可生物降解生物塑料，具有与石油基聚丙烯相似的特性。

传统的纸吸管不包含可将塑料涂层牢固地附着在吸管表面的材料。因此，吸管的表面没有均匀地涂上塑料，妨碍了它们的使用。这造成的最大限制是，当液体接触未涂层部分时，吸管会变湿;当纸吸管留在碳酸饮料中时，会大量形成气泡。这是因为未涂层的部分容易与水结合，而涂层的塑料部分具有排斥水的特性，导致碳酸饮料接触到纸吸管的不平坦表面。

我们的研究团队开发的新型纸吸管克服了这些限制;由于涂层材料均匀而牢固地覆盖在吸管表面，因此它们不容易变湿或在碳酸饮料中形成气泡。此外，涂层材料由纸和可生物降解塑料制成，因此会完全分解和降解。

研究团队发现，这些环保纸质吸管不仅在冷饮中保持物理完整性，在热饮中也能保持物理完整性。该团队还发现，当用于搅拌各种饮料(例如水、茶、碳酸饮料、牛奶和其他含脂质的饮料)或长时间接触液体时，吸管不会变湿。比较了制备的纸吸管和传统纸吸管的浸湿程度。将传统纸吸管浸入 5°C 的冷水中 1 分钟后，悬挂约 25g 的重物会严重弯曲。相比之下，即使在相同条件下重量超过 50 克，所准备的纸吸管也不会弯曲得那么厉害。

新开发的吸管即使在海洋中也能很好地分解。一般来说，纸张或塑料在海洋中的分解速度比在土壤中慢得多，因为海洋的低温和高盐度阻碍了微生物的生长。研究团队将秸秆样品浸入韩国浦项附近海岸 1.5-2 米深的海洋环境中进行分解测试。

普通塑料吸管和玉米塑料吸管在 120 天后没有分解。传统的纸吸管保持了它们的形状并且仅减轻了总重量的 5%。相比之下，研究团队开发的吸管在 60 天后重量减轻了 50% 以上，并在 120 天后完全分解。

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