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为解决塑料污染问题，研究人员开展了用瓜尔胶（GG）作纤维素纤维润滑剂制备热压糊用于包装材料的研究。结果表明，添加 GG 可减少纤维长度骤减，增强糊的铺展性，成功制备出收缩小、有粘性的热压材料，为环保包装提供新思路。
在当今环保意识日益增强的时代，塑料污染成为了全球关注的重大问题。欧盟一系列旨在减少一次性塑料（SUPd）使用、推动包装回收再利用的指令相继出台，这使得纤维素纤维基材料替代塑料的研究愈发重要。传统的纤维素纤维应用主要集中在造纸和二维基材领域，而在三维成型方面存在诸多限制。比如，模塑纤维素虽有应用，但存在耐水性差、生产过程需处理大量水、生产效率低、产品形状受限等问题；纤维素注射成型也面临纤维素含量限制、注射困难等挑战；使用微纤化纤维素（MFC）或纳米纤维素（CNF）热压制备材料时，又因干燥过程收缩率高，难以获得无裂纹材料。
在这样的背景下，为了突破这些困境，研究人员开展了一项极具创新性的研究。虽然文中未提及具体研究机构，但研究人员聚焦于利用瓜尔胶（GG）的特性，解决纤维素纤维加工中的难题，制备出适用于包装材料的热压糊。研究最终成功地从两种不同的双螺杆挤出（TSE）糊中获得了 100% 生物基热压材料，这一成果为环保包装材料的发展开辟了新方向，具有重要的意义。该研究成果发表在《Bioresource Technology Reports》上。
研究中用到的主要关键技术方法包括：首先是酶预处理，使用纤维素酶 Fibercare? R 对纤维素纤维进行酶解预处理；其次是双螺杆挤出工艺，在特定条件下，利用双螺杆挤出机对预处理后的纤维进行加工，同时监测扭矩和比机械能（SME）；最后是热压处理，将制备的糊进行热压，观察材料的成型效果。
下面来详细看看研究结果：
- TSE 过程分析：在双螺杆挤出过程中，观察到显著差异。通过扭矩值和 SME 计算来表征该过程。向 20 wt% 悬浮液的纤维中加入 10% 的瓜尔胶，会直接影响扭矩，进而影响能耗。这表明瓜尔胶的添加改变了纤维在挤出过程中的力学性能，对整个加工过程的能量消耗产生重要影响。
- 材料性能：未添加瓜尔胶时，纤维在 TSE 中会微纤化，但 MFC 热压干燥因收缩问题仍颇具挑战。而添加瓜尔胶后，纤维长度在 TSE 中经过五次通过才有所减少（未添加时一次通过就大幅减少），且有适度的原纤化和细粉含量。这得益于瓜尔胶的润滑和保水作用，使得纤维在加工过程中性能更加稳定。在可加工性方面，纤维 / 瓜尔胶糊的铺展性相比 MFC 糊得到了显著增强。最终，利用纤维 / 瓜尔胶糊成功制备出具有粘性且收缩有限的热压材料，满足了包装材料的部分关键需求。
研究结论和讨论部分进一步强调了该研究的重要意义。双螺杆挤出工艺可用于制备热压纤维素糊，酶预处理纤维能得到 20 wt% 的 MFC 糊，但该过程能耗高且不稳定，可能是由于纤维脱水和摩擦导致扭矩波动。而瓜尔胶的添加改善了纤维的加工性能，不仅减少了纤维长度的骤减，还增强了糊的铺展性，成功制备出收缩小、粘性好的热压材料。这一成果为包装材料领域提供了新的解决方案，有助于推动环保包装材料的发展，在减少塑料污染、实现可持续发展方面迈出了重要一步。同时，也为后续相关研究提供了宝贵的经验和参考，激励更多科研人员在该领域深入探索，不断优化工艺，提高材料性能，以满足市场对环保、高性能包装材料的需求。
