由生物柴油廢料制成的新型3D打印長絲

魔猴君  科技前沿   296天前

工業化、人口和經濟增長導致能源需求增加，以及對生物柴油、沼氣和生物乙醇等可再生燃料來源的需求增加。這些燃料旨在減輕溫室效應，來自可再生資源。例如，生物柴油產量預計每年增長4.5%。然而，這種快速擴張也導致了廢物的產生，包括甘油和稱為物質有機非甘油（MONG）的無甘油混合物，目前這些廢物都被扔進垃圾填埋場。

為了最大限度地減少生物柴油生產的碳足跡，正在研究填埋這些材料的替代解決方案。一個有前景的解決方案是將MONG轉化為增值產品。3D打印中對環保解決方案和生物基材料的需求持續增長。MONG中含有的生物柴油廢物中的殘留脂肪酸可用于長絲生產。然而，關于其一致性的數據仍然很少，而且Matter Organic Non-Glycerol的特性可能會根據生產工藝和所使用的基質（例如大豆或油菜籽）而有所不同。

這就是路易斯維爾大學的研究人員正在研究MONG的用途和特性并發現其作為共聚物的潛力的原因。他們進行了各種預處理，以提高其作為共聚物和NFC長絲的穩定性。在這些處理中，研究團隊將所得的MONG共聚物漿料與熱塑性塑料相結合，生產出3D打印材料。在初步分析中，他們檢查了來自大豆生物柴油加工廠的三種不同狀態的MONG：未處理、酸處理和過氧化酸處理。未經處理的MONG強度較高，不適合3D打印。相比之下，經過處理的MONG變得穩定并形成易于處理的糊劑，適用于3D打印應用。

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

MONG轉化具有巨大的潛力，不僅可以應用于大豆生物柴油，還可以應用于其他物質，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塑料中合成聚合物的比例，使該過程更具可持續性，并允許重復利用生物燃料生產中的廢物和殘留材料。如果研究繼續下去，MONG可以在未來的可持續生產技術中發揮關鍵作用。

來源：3dnatives