通过衣康酸交联的可生物降解聚（乙烯醇）/淀粉薄膜，用于可持续包装应用

《Chemistry & Biodiversity》：Biodegradable Poly(Vinyl Alcohol)/Starch Films Crosslinked With Itaconic Acid for Sustainable Packaging Applications

采用聚乙烯醇、淀粉和衣康酸制备可降解薄膜，溶液铸造法结合FTIR验证交联成功。平衡配比薄膜拉伸强度和延展性最优，衣康酸富集薄膜粘度及热稳定性更高，淀粉富集薄膜降解更快。所有薄膜在水中24小时破碎但未完全溶解，证实三维交联结构。研究表明配比对机械性能、水溶性和降解动力学有显著影响，PVA/S/IA薄膜可作为可持续包装替代品。

　　

摘要

本研究通过溶液浇铸法制备了基于聚乙烯醇（PVA）、淀粉（S）和衣康酸（IA）的可生物降解聚合物薄膜，以评估其作为可持续包装材料的潜力。傅里叶变换红外光谱（FTIR）检测证实了羟基和羧基之间的酯化反应，表明交联过程成功进行。机械测试结果显示，PVA/S/IA（质量比为33.3/33.3/33.3）组成的薄膜具有最高的拉伸强度（10.5 ± 0.8 MPa）和断裂伸长率（38.9% ± 2.4%）；而富含IA的薄膜则表现出更高的粘度（最高达3250 ± 110 cP）和更好的热稳定性，其分解温度比富含淀粉的薄膜高出约15°C–20°C。相反，富含淀粉的薄膜在土壤中的生物降解速度更快，30天后质量损失可达67%，而PVA/S/IA平衡配方的质量损失率为42%，富含IA的配方为28%。由于存在交联的三维网络结构，所有薄膜在水中24小时内都会发生碎裂，但不会完全溶解。这些发现表明，配方比例显著影响薄膜的机械性能、溶解行为和降解动力学。总体而言，PVA/S/IA薄膜的可调性使其成为可生物降解的、替代石油基一次性包装材料的理想选择。

图形摘要

通过溶液浇铸和化学交联方法制备了基于聚乙烯醇、淀粉和衣康酸的可生物降解薄膜。酯键的形成形成了部分交联的网络结构，从而提高了机械强度、热稳定性和耐水性，同时保持了生物降解性。优化后的配方兼具良好的柔韧性和耐用性，凸显了PVA/淀粉/衣康酸薄膜作为可持续一次性包装材料的潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。作者Asylzat Iskalieva曾在哈萨克斯坦阿拉木图的Kazakh British Technical University化学工程学院工作。其余作者声明，本研究在没有任何可能被视为利益冲突的商业或财务关系的情况下进行。

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