由生物柴油廢料制成的新型3D打印長(zhǎng)絲

魔猴君  科技前沿   193天前

工業(yè)化、人口和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)導(dǎo)致能源需求增加，以及對(duì)生物柴油、沼氣和生物乙醇等可再生燃料來(lái)源的需求增加。這些燃料旨在減輕溫室效應(yīng)，來(lái)自可再生資源。例如，生物柴油產(chǎn)量預(yù)計(jì)每年增長(zhǎng)4.5%。然而，這種快速擴(kuò)張也導(dǎo)致了廢物的產(chǎn)生，包括甘油和稱為物質(zhì)有機(jī)非甘油（MONG）的無(wú)甘油混合物，目前這些廢物都被扔進(jìn)垃圾填埋場(chǎng)。

為了最大限度地減少生物柴油生產(chǎn)的碳足跡，正在研究填埋這些材料的替代解決方案。一個(gè)有前景的解決方案是將MONG轉(zhuǎn)化為增值產(chǎn)品。3D打印中對(duì)環(huán)保解決方案和生物基材料的需求持續(xù)增長(zhǎng)。MONG中含有的生物柴油廢物中的殘留脂肪酸可用于長(zhǎng)絲生產(chǎn)。然而，關(guān)于其一致性的數(shù)據(jù)仍然很少，而且Matter Organic Non-Glycerol的特性可能會(huì)根據(jù)生產(chǎn)工藝和所使用的基質(zhì)（例如大豆或油菜籽）而有所不同。

這就是路易斯維爾大學(xué)的研究人員正在研究MONG的用途和特性并發(fā)現(xiàn)其作為共聚物的潛力的原因。他們進(jìn)行了各種預(yù)處理，以提高其作為共聚物和NFC長(zhǎng)絲的穩(wěn)定性。在這些處理中，研究團(tuán)隊(duì)將所得的MONG共聚物漿料與熱塑性塑料相結(jié)合，生產(chǎn)出3D打印材料。在初步分析中，他們檢查了來(lái)自大豆生物柴油加工廠的三種不同狀態(tài)的MONG：未處理、酸處理和過(guò)氧化酸處理。未經(jīng)處理的MONG強(qiáng)度較高，不適合3D打印。相比之下，經(jīng)過(guò)處理的MONG變得穩(wěn)定并形成易于處理的糊劑，適用于3D打印應(yīng)用。

表面成分分析表明，經(jīng)酸和過(guò)氧化物處理的MONG糊劑形成更強(qiáng)的塊狀物，從而提高了MONG與長(zhǎng)絲擠出聚合物之間的相容性。此外，經(jīng)過(guò)處理的MONG表現(xiàn)出更好的熱穩(wěn)定性，在較高溫度下重量損失更少。因此，這種處理過(guò)的紙漿非常適合作為天然纖維基復(fù)合材料中合成聚合物的潛在替代品。未來(lái)它可以有效地用于長(zhǎng)絲擠出和聚合物共混。

MONG轉(zhuǎn)化具有巨大的潛力，不僅可以應(yīng)用于大豆生物柴油，還可以應(yīng)用于其他物質(zhì)，如沼氣、乙醇甚至廢棄食用油。作為一種共聚物，MONG可以減少天然纖維增強(qiáng)塑料中合成聚合物的比例，使該過(guò)程更具可持續(xù)性，并允許重復(fù)利用生物燃料生產(chǎn)中的廢物和殘留材料。如果研究繼續(xù)下去，MONG可以在未來(lái)的可持續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

來(lái)源：3dnatives