氢化淀粉水解物:材料行业新宠,助力创新突破

氢化淀粉水解物(HSH)是一组改性淀粉产品,作为低热量甜味剂和纹理剂在食品工业中有广泛的应用。然而,最近的研究表明,HSH在材料科学中也有潜在的应用,特别是在开发新型生物可降解聚合物和复合材料方面。


HSH是通过玉米、马铃薯或木薯淀粉的部分氢化,然后水解生成的产物而产生的。这一过程会形成糖醇的混合物,包括山梨醇、麦芽糖醇和异麦芽糖醇,它们的热值比蔗糖低,不易被人体吸收。这一特性使HSH成为低热量食品和饮料以及糖尿病和口腔保健产品中的流行成分。


近年来,研究人员探索了HSH作为开发生物可降解聚合物和复合材料的基础。这些材料有可能取代传统的石油基塑料,这些塑料是不可生物降解的,会造成环境污染。基于HSH的聚合物和复合材料与基于石油的聚合物相比具有一些优势,包括生物降解性、可再生性和可持续性。


HSH基材料的关键优势之一是其生物降解性。传统的石油基塑料需要数百年才能分解,导致塑料垃圾在垃圾填埋场和环境中堆积。另一方面,基于HSH的聚合物可以被微生物分解成无害物质,如水和二氧化碳。这种特性使HSH基材料成为传统塑料的更环保的替代品。


除了其生物降解性,基于HSH的材料也是可再生和可持续的。传统的石油基塑料生产依赖于不可再生资源,如原油。另一方面,HSH来源于可再生资源,如玉米、土豆和木薯淀粉。这意味着基于HSH的材料具有更低的碳足迹,并且比传统塑料更可持续。


HSH可作为生产各种生物可降解聚合物和复合材料的基础材料,如聚氨酯、聚乳酸(PLA)和聚羟基烷酸酯(PHA)。这些聚合物在材料科学行业有着广泛的应用,包括包装材料、生物医学设备和建筑材料的生产。


聚氨酯(PU)是一类用途广泛的聚合物,具有广泛的应用,包括泡沫、粘合剂、涂层和弹性体的生产。HSH可通过与二异氰酸酯和多元醇反应,用作生产聚氨酯的基础材料。HSH基聚氨酯已被证明具有良好的机械财产和生物降解性,使其成为传统石油基聚氨酯的潜在替代品。


PLA是一种可生物降解的聚合物,通常用于包装材料和生物医学设备的生产。HSH可通过与乳酸缩合而用作生产PLA的基础材料。HSH基聚乳酸具有良好的机械财产和生物降解性,是传统石油基聚乳酸的潜在替代品。


PHA是一类生物可降解聚合物,由各种微生物作为碳和能量储存材料生产。HSH可作为生产PHA的构建块,通过将其喂入Cupriavidus necator等微生物。基于HSH的PHA已被证明具有良好的机械财产和生物降解性,使其成为传统石油基PHA的潜在替代品。


除聚合物外,HSH还可用于生物降解复合材料的生产。复合材料是通过将两种或两种以上具有不同财产的材料组合而成的材料,以创建具有改进性能的材料。HSH可用作可生物降解复合材料的填料或增强材料,以改善其机械财产和生物降解性。


例如,HSH已被用作可生物降解聚羟基丁酸酯(PHB)复合材料生产中的填料。PHB是一种由微生物生产的生物可降解聚合物,在包装材料和生物医学设备的生产中具有潜在的应用。将HSH添加到PHB中以改善其机械财产,所得复合材料具有良好的生物降解性和机械强度。


HSH也被用作纤维素基复合材料生产中的增强材料。纤维素是一种可生物降解的聚合物,存在于植物中,在包装材料、建筑材料和生物医学设备的生产中具有潜在的应用。将HSH添加到纤维素中以改善其机械财产,所得复合材料具有良好的生物降解性和机械强度。


总之,HSH有潜力成为开发生物可降解聚合物和复合材料的宝贵基础。与传统的石油基塑料相比,HSH基材料具有一些优势,包括生物降解性、可再生性和可持续性。基于HSH的聚合物和复合材料在材料科学行业具有广泛的潜在应用,包括包装材料、生物医学设备和建筑材料的生产。随着该领域研究的继续,基于HSH的材料在开发可持续和环保材料方面可能会变得越来越重要。

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