废牡蛎壳衍生富 CaO 粉体作为聚酰胺 6 的多功能填料：界面增强、水汽及气体阻隔性能调控、热稳定性与抗菌活性

《Journal of Vinyl and Additive Technology》：Waste Oyster Shell-Derived CaO-Rich Powder as a Multifunctional Filler for Polyamide 6: Interfacial Reinforcement, Moisture- and Gas-Barrier Regulation, Thermal Stability, and Antibacterial Activity

　　富钙生物废弃物可作为工程聚合物的一种低成本功能性填料，但在其用于聚酰胺6（PA6）时，需要对界面接触、形态、水分响应、传输行为、结晶和热稳定性进行均衡控制。本文通过将废弃牡蛎壳在1000°C下煅烧，获得富含CaO的热处理牡蛎壳粉（TOS），并以熔融共混和压缩成型方式以5–25 wt%的比例掺入PA6中。与商品级CaO的对比表征表明，TOS以氧化物当量计含有98.70质量%的CaO，并保留了富含CaO/Ca(OH)?的矿物结构，含有少量含镁物种。复合材料表现出依赖填料含量的机械、形貌、水分相关、阻氧、热学和抗菌响应特性。其中10 wt%复合材料实现了最佳综合性能，将拉伸强度从25.0提高到30.5 MPa，同时保持了紧凑的断裂形貌、受控的表面粗糙度以及最低的水分含量和吸水率。表面显微镜观察和元素映射证实了富钙区域的分布，而过量的TOS会导致颗粒外露、表面不均匀和局部缺陷。中量TOS降低了氧气透过系数，但25 wt%时因缺陷辅助传输而升高。热学和结晶分析证实了结晶调控作用以及早期热失重耐受性的提升。10 wt%复合材料对大肠杆菌的抑菌效率为95.45% ± 1.70%，对金黄色葡萄球菌为89.41% ± 1.46%。摇篮到闸门的筛查评估估计全球变暖潜势在材料层面降低了7.7%，将废弃物资源化与经证实的多功能性能联系起来。**亮点**- 废弃牡蛎壳转化为富含CaO的TOS，可与商品级CaO媲美。- PA6/TOS_10%在强度、形貌和水分响应方面表现出最佳综合平衡。- 适量TOS降低了氧气渗透性，而过量则引入缺陷。- TOS调控了PA6的结晶并改善了早期热失重耐受性。- PA6/TOS_10%表现出强抗菌活性，并具有筛查级全球变暖潜势效益。**利益冲突**作者声明不存在利益冲突。**数据可用性声明**支持本研究结果的数据可向通讯作者索取。由于隐私或伦理限制，数据不公开。