由乳清蛋白开发的新型高性能塑料泡沫比许多由石油制成的普通热塑性塑料更能承受极热。瑞典的一个研究小组报告说,这种材料可用于汽车催化剂、燃料过滤器或包装泡沫等,在暴露在高温下数天后,实际上提高了其机械性能。

由乳清蛋白开发的新型高性能塑料泡沫随着时间推移更坚硬!

从左到右,泡沫材料由乳清、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯和聚苯乙烯组成。顶行代表未暴露的材料,底行代表暴露于 150 度空气中一个月的材料。


斯德哥尔摩 KTH 皇家理工学院的研究人员在高级可持续系统报告中说,这项研究为在潜在的恶劣环境中使用基于蛋白质的泡沫材料打开了大门,例如过滤、隔热和流体吸收。


该材料的基本构建块是蛋白质纳米纤维或 PNF,它们是在特定温度和 pH 条件下由水解乳清蛋白(奶酪加工产品)自组装而成的。


在测试中,泡沫随着老化而改善。该研究的合著者、KTH 聚合物材料部教授 Mikael Hedenqvist 说,在 150 摄氏度的温度下暴露一个月后,材料变得更硬、更坚固。


这种材料只会随着时间的推移变得更坚固,他说,如果我们与由聚乙烯和聚苯乙烯制成的石油基商业泡沫材料相比,它们会在相同的恶劣条件下立即熔化并分解。


蛋白质通常是水溶性的,这在开发基于蛋白质的材料时构成了挑战。尽管如此,该材料在老化过程后证明具有防水性,该过程使蛋白质聚合,产生了稳定泡沫的新共价键。泡沫还可以抵抗通常会分解或溶解蛋白质的更具腐蚀性的物质——例如表面活性剂和还原剂。交联还使泡沫不受柴油或热油的影响。

由乳清蛋白开发的新型高性能塑料泡沫随着时间推移更坚硬!

该材料还表现出比常用聚氨酯热固性材料更好的耐火性。


这种可生物降解、可持续的材料可以成为在耐火性很重要的恶劣环境中使用的可行选择,Hedenqvist 说。


潜在应用包括为在较高温度下运行的催化金属提供支持,例如汽车铂催化剂。可以想象,这种材料也可以用作燃料过滤器。


其他可能性是将其用作包装泡沫以及在可能发生较高温度和存在侵蚀性环境风险的隔音和隔热应用中。


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