用於木材的生物基塗料優於傳統合成塗料

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(圖片/取自免費圖庫 Pakutaso)

由於全球努力地要滿足永續性標準,許多國家目前正在尋求在建築物中用木材代替混凝土。例如,從2022年開始,法國將要求所有新的公共建築至少使用50%的木材,或其他永續材料製成。木材在暴露於陽光和濕氣中時容易降解,因此保護性塗料可以幫助木材得到更廣泛的應用。阿爾託大學的研究人員就使用了木質素(一種在木材和其他植物中,擁有豐富含量的天然聚合物)來製造安全、低成本、和高性能的建築塗料。

“我們的新塗料具有保護木材的巨大潛力,因為它保留了木材的自然結構以及其細微的粗糙度,所以它比許多商業塗料更防水。由於它是排斥水的,所以塗層也非常耐污漬,而木質素的固有結構也可以抵抗陽光下的顏色變化。它在保持木材的透氣性方面也非常出色,”阿爾託大學化學工程學院的博士生,Alexander Henn解釋說。

木質素通常被認為是製漿和生物精煉過程的廢物,全世界每年大約有0.6至1.2億噸的木質素被分離出來,其中的98%因能源回收而被焚化。木質素具有許多的有益特性,然而,大多數的木質素因其溶解性差和相關產品的性能一般,而限制了其商業的應用。“與市面目前使用的合成或生物性塗層相比,木質素的許多優點使它在作為塗層材料上非常有前途。它具有優異的防腐、抗菌、防冰、和紫外線屏蔽性能。”阿爾託大學生物產品和生物系統系主任,Monika Osterberg說,我們未來的研究將集中在開發塗層彈性等特性上。

目前,廣泛用於木材、混凝土、金屬、和復合材料等材料的物理保護塗層都是石油性的,所以其中也包含了對環境有害的物質。而植物油塗層,比如那些由高粱、亞麻籽、椰子、大豆、或蓖麻製成的塗層,就可以是更永續的替代品,但它們通常缺乏耐用性,因此,這些油通常還會與合成材料結合使用,以提高其性能。

更具永續性和無毒的替代品,可以幫助塗料產業滿足新的安全法規,例如揮發性有機化合物 (VOC) 的含量,不僅因為它們對健康的影響,而且還對臭氧層的影響而受到管制。同樣的,歐盟對塗料產業所使用的一些化學品也進行了限制,例如雙酚A和甲醛(用於環氧樹脂和聚氨酯塗料),以及最近分類為II類致癌物的二氧化鈦 (塗料產業最常用於油漆的顏料之一)。

原著出處:Aalto University; July 23, 2021