Gør produkter mere biologisk nedbrydelige med stivelse

En ny stivelsesbaseret film, eller belægning, udviklet af Agricultural Research Service (ARS) forskere, kan gøre papir og andre materialer mere vandafvisende og biologisk nedbrydelige. Filmen kan potentielt bruges i fødevareemballage, plastposer, og andre produkter, at reducere mængden af ​​syntetiske produkter, der tilstopper lossepladser.

Stivelse, som er 100 procent biologisk nedbrydeligt, bruges i nogle plastik og film, fordi det er billigt og nedbrydes hurtigt. Men eksisterende stivelsesholdige materialer har ikke styrken, fleksibilitet, og let behandling, der kræves til mange andre anvendelser.

Polyvinylalkohol (PVOH), en petroleumsbaseret syntetisk polymer, bruges i vid udstrækning til filmapplikationer, men det har begrænset biologisk nedbrydelighed. Forskere ved ARS National Center for Agricultural Utilization Research (NCAUR) i Peoria, Illinois, nyligt udviklede stivelseskomplekser, der kan blandes med PVOH for at forbedre egenskaberne af film og gøre dem mere biologisk nedbrydelige. Holdet omfattede kemiker George Fanta, plantefysiolog Frederick Felker, kemiker Gordon Selling, og forskningsmedarbejder William Hay.

siger Fanta, "I vores laboratorium, vi leder efter nye værdiskabende produkter fra stivelse, som gavner amerikansk landbrug og forbrugere. Produkter, vi udvikler, kan hjælpe med at erstatte helt syntetiske produkter som plastposer af polyethylen og emballagematerialer af polystyrenskum."

Forskerne forberedte komplekserne fra majsstivelse med højt indhold af amylose og fedtaminsalte, som kan udvindes af sojaolie. Disse komplekser har unikke og værdifulde egenskaber, der ikke findes i nogen af ​​ingredienserne separat. Et nyligt aspekt af denne forskning blev offentliggjort i Journal of Applied Polymer Science i 2016.

"Vores komplekser kan blandes med PVOH i store mængder for at lave film med gode fysiske egenskaber og øget elasticitet, " siger Fanta. "De er også mere modstandsdygtige over for vandindtrængning end film fremstillet af ren PVOH."

Nogle fødevareemballager er også lavet af PVOH alene, Sælger siger. "Vi kan inkorporere op til 60 procent af disse stivelseskomplekser i emballagen, og ydeevnen bør forblive uændret."

Komplekserne i opløsning kan påføres papir for at øge dets vandmodstand. "En dråbe vand på ubehandlet papir absorberes hurtigt, "Sælger siger. "Men, vand på papir belagt med disse komplekser perler op, forbliver på overfladen i minutter, og fordamper ofte, før det bliver blødt ind i papiret, afhængig af formuleringen."

ARS har indgivet en patentansøgning, der dækker den nye papir-relaterede teknologi, som er ideel til små papirfremstillingsvirksomheder og let kan kommercialiseres.

"Disse komplekser er 100 procent biobaserede og ikke-toksiske, og processen er billig, " siger Fanta.