麻布加工剩下的“大麻”掺入塑料袋后……易撕裂的环保塑料迎来反转[读懂科学]

原本在制作麻布后被丢弃的大麻茎秆，如今变身为增强生物降解塑料强度的补强材料。韩国研究团队开发出一项技术，仅通过水分调节和表面处理，替代昂贵的冷冻干燥工艺，防止从大麻中提取的微细纤维结团，使生物降解塑料的强度提高26%以上。

韩国化学研究院13日表示，Kim Hoyong博士团队开发出从工业大麻茎秆芯部提取纤维素，并将其用作生物降解塑料补强材料的技术。

利用大麻属植物微细纤维制造高强度可生物降解塑料。研究团队供图

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工业大麻的外皮可用作麻布等纤维原料，但约占茎秆重量70%的芯部利用价值较低。研究团队从该芯部获得纤维素微细纤维，并将其作为由热塑性淀粉和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯共聚物混合制成薄膜的补强材料。

问题在于，纤维素微细纤维在干燥过程中会彼此结团。纤维只有在薄膜内部均匀分散，才能分散受力；一旦形成团块，补强效果便会下降。虽然可以通过冷冻干燥或喷雾干燥防止这一问题，但其能耗和设备成本较高，不利于大规模生产。

研究团队开发出一种方法，在采用普通热干燥的同时，通过调节水分含量并使用烷基烯酮二聚体进行表面处理，以维持微细纤维结构。

当纤维素纤维的水分含量降至一定水平以下时，内部水分也会流失，导致微细纤维彼此紧密黏附。研究团队找到了大麻纤维的临界水分含量，即“纤维饱和点”，并在水分降至该水平之前对纤维进行加工。此外，通过表面处理进一步抑制纤维之间的黏附现象。

化学研究院研究团队。从左起依次为Choi Junho高级研究员、Cho Haemin博士后研究员、Kim Jonghwa博士后研究员、Kim Hoyong首席研究员。化学研究院供图

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将这样制成的大麻纤维素按10%的比例加入热塑性淀粉·聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯共聚物薄膜后，薄膜的抗拉强度提高了26.2%。而加入以现有方式干燥的微细纤维时，强度提升幅度仅为1.5%。水蒸气和氧气透过量也分别减少17%和9%，阻隔性能得到改善。

研究团队认为，该技术也可应用于从大豆秸秆、稻草等其他农业副产物中获得的纤维素，并计划开展后续研究。

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Kim Hoyong博士表示：“这是农业副产物高附加值化的成果。”研究结果已于2026年7月发表于化学工程领域国际学术期刊《Chemical Engineering Journal》。

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