En studie publicerad i tidskriften Engineering avslöjar en anmärkningsvärd utveckling inom området gröna beläggningsmaterial för läder. Forskare har framgångsrikt syntetiserat ett lösningsmedelsfritt, biobaserat antibakteriellt medel och aromatisk monomer som kallas metakrylat vanillin (MV). Denna innovativa förening ger inte bara antibakteriella egenskaper till läderbeläggningar utan fungerar också som ett miljövänligt alternativ till det petroleumbaserade cancerframkallande ämnet styren (St).
I den här forskningsartikeln, med titeln "Biobaserad vattenburen poly(vanillin-butylakrylat)/MXene-beläggningar för läder med önskad värmeretention och antibakteriella egenskaper", beskriver forskarteamet syntesen av vattenburen biobaserad P(MV–BA) miniemulsion genom sampolymerisation av MV med butylakrylat (BA). Miniemulsionspolymerisationsmetoden möjliggör framställning av ett grönt beläggningsmaterial som är fritt från skadliga lösningsmedel.
För att förbättra prestandan hos P(MV–BA)-miniemulsionen introducerade forskarna MXene nanosheets i formuleringen. MXene, känt för sina exceptionella fototermiska omvandlingsförmåga och antibakteriella egenskaper, spreds i P(MV–BA) miniemulsion med hjälp av ultraljudstekniker.
Migrationen av MXene nanosheets till ytan av läderbeläggningarna under stelningsprocessen, underlättad av ultraljudsbehandling och amfifiliteten hos MXene, maximerar dess exponering för ljus och bakterier. Detta resulterar i betydande antibakteriell effekt och en anmärkningsvärd ökning av yttemperaturen.
Studien visade att när dosen av MXene nanosheets var 1,4 viktprocent ökade yttemperaturen på lädret belagt med P(MV–BA)/MXene nanokomposit miniemulsion med cirka 15 °C under vinterförhållanden utomhus.
Dessutom, under simulerad solljusbehandling i 30 minuter, nådde den antibakteriella frekvensen mot Escherichia coli och Staphylococcus aureus nästan 100 %. Dessutom förbättrade introduktionen av MXene nanosheets beläggningarnas luftpermeabilitet, vattenångpermeabilitet och termisk stabilitet.
Denna forskning ger inte bara ett nytt och hållbart tillvägagångssätt för att utveckla biobaserade nanokompositbeläggningar för läder utan erbjuder också potentialen för koldioxidfri uppvärmning baserad på solljus under vintern. Genom att minska beroendet av fossila bränslen och minimera utsläppen av växthusgaser är denna teknik i linje med det globala målet att bekämpa klimatförändringar. Dessutom möjliggör de förbättrade antibakteriella egenskaperna hos beläggningarna bättre skydd mot skadliga bakterier, virus och andra mikroorganismer.
Teamets resultat öppnar nya vägar för produktion av miljövänliga beläggningsmaterial, inte bara för läder utan också för papper, arkitektoniska beläggningar och olika andra industrier. Det biobaserade P(MV–BA)/MXene nanokompositbeläggningsmaterialet uppvisar överlägsen bärkomfort och hygienprestanda, vilket gör det till ett idealiskt grönt alternativ till petroleumbaserade beläggningsmaterial som P(St–BA).
Denna studie representerar ett betydande bidrag till den gröna och hållbara utvecklingen av beläggningsmaterial, vilket revolutionerar sättet vi närmar oss produktionen av läder och andra belagda produkter.
Mer information: Jianzhong Ma et al, biobaserad vattenburen poly(vanillin-butylakrylat)/MXene-beläggningar för läder med önskad värmeretention och antibakteriella egenskaper, Engineering (2023). DOI:10.1016/j.eng.2023.06.005
Tillhandahålls av Shaanxi University of Science and Technology
