嵌入的 CTAB 能够在温和、家庭适用的碱性条件下实现 PLA 复合薄膜的解聚

《Scientific Reports》：Embedded CTAB enables depolymerization of PLA composite films under mild, household-compatible alkaline conditions

　　

摘要

聚乳酸（PLA）被认为是一种前景广阔的生物可降解材料；然而，其完全降解通常仅限于工业堆肥系统，使得家庭层面的终端管理变得困难。在本研究中，我们开发了一种适用于稀碱性条件的简单高效的PLA解聚方法。通过将掺入10 wt%十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的PLA薄膜浸入1%氢氧化钠水溶液中，实现了优化的解聚。使用微波炉可将降解时间从6小时显著缩短至2分钟。解聚过程中早期分子量演变特征通过凝胶渗透色谱（GPC）和差示扫描量热法（DSC）进行表征。通过核磁共振（NMR）光谱鉴定主要降解产物为乳酸和乳酸钠。解聚后，残留的CTAB被活性炭（AC）有效吸附。此外，在25和50°C下进行的生化需氧量（BOD）测试进一步表明，经活性炭处理的解聚产物的初始氧吸收速率快于纤维素，这与乳酸类单体的微生物易同化特性一致。本研究作为概念验证，证明了PLA-CTAB复合薄膜可在可及的稀碱性条件下实现快速解聚，而后续活性炭吸附处理为负责任地管理残留CTAB提供了框架。