馬鈴薯淀粉有望成未來防腐涂料

為使材料表面不被腐蝕，人們大多會(huì)采用涂覆顏料或油漆的保護(hù)方式，但其中生物而環(huán)保的解決方案所占比例微乎其微。德國(guó)弗勞恩霍夫應(yīng)用聚合物研究所與生產(chǎn)技術(shù)和自動(dòng)化研究所合作，彌補(bǔ)了這項(xiàng)空缺。兩家機(jī)構(gòu)2018年發(fā)布消息稱，其研究人員成功開發(fā)出基于可再生原料馬鈴薯淀粉、且成本低廉的淀粉酯涂層新材料。

隨著氣候變化、資源短缺和環(huán)境負(fù)擔(dān)加重，可持續(xù)生產(chǎn)加工日益受到關(guān)注。在德國(guó)每年要生產(chǎn)約10萬噸用于防腐蝕的涂料，而生物基粘合劑或成膜劑的高昂價(jià)格不能完全滿足要求。淀粉是一種可再生且價(jià)格低廉的原材料，但截止目前，淀粉通常被用于造紙或瓦楞紙板以及粘合劑加工行業(yè)，在顏料和油漆的生產(chǎn)中僅被用作添加劑。現(xiàn)在研發(fā)人員則將淀粉作為主成分，通過對(duì)其改性處理，找到一種可持續(xù)、低成本的新加工工藝，開發(fā)生產(chǎn)應(yīng)用前景廣泛的新型涂料，尤其是要將其用作室內(nèi)金屬材料的防護(hù)涂料，如防火門、計(jì)算機(jī)外殼、窗框等鋁制品上。

作為成膜劑涂料，必須具備以下條件：形成與基材具有良好附著力的粘合膜、與附加層和添加劑相容以及可嵌入顏料和填料。而淀粉本身并不具備這些屬性，需要經(jīng)結(jié)構(gòu)改造才能滿足要求。研究人員先將淀粉降解，以便改善其水溶性，增加隨后淀粉在水中結(jié)合的固體含量以及提升其成膜性；再經(jīng)酯化過程，制成淀粉酯（酯化淀粉），其可在水中分散，形成封閉膜，且對(duì)玻璃和鋁表面具有非常好的粘合性；最后將酯化淀粉“交聯(lián)”，進(jìn)一步降低涂層對(duì)水的敏感性。研究人員還將模擬日夜和季節(jié)的溫度變化，對(duì)這種新涂料進(jìn)行長(zhǎng)期穩(wěn)定性測(cè)試；此外，將其暴露于含電解質(zhì)的濃縮水中，以測(cè)試防水性能和在極端條件下的耐受性。

下一步，研究人員將檢測(cè)這種改性淀粉在鋁、鋼和鍍鋅鋼等重要金屬基材上的耐腐蝕性和粘合力，以及為進(jìn)一步優(yōu)化涂層特性而設(shè)計(jì)的新“配方”。研究人員稱，現(xiàn)有的測(cè)試結(jié)果令人滿意，淀粉酯顯示出良好的成膜性和對(duì)各種基材非常好的粘合性能，有望成為未來涂料行業(yè)基于石油的成膜劑的替代品。