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Green and scalable processing of water‐soluble, biodegradable polymer/clay barrier films

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00007224
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-7224-2

Titelangaben

Röhrl, Maximilian ; Timmins, Renee ; Ghosh, Dipannita ; Schuchardt, Dominik ; Rosenfeldt, Sabine ; Nürmberger, Simon ; Bölz, Uwe ; Agarwal, Seema ; Breu, Josef:
Green and scalable processing of water‐soluble, biodegradable polymer/clay barrier films.
In: Journal of Applied Polymer Science. Bd. 140 (2023) Heft 37 . - e54418.
ISSN 1097-4628
DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.1002/app.54418

Volltext

[thumbnail of J of Applied Polymer Sci - 2023 - R hrl - Green and scalable processing of water‐soluble biodegradable polymer clay.pdf]
Format: PDF
Name: J of Applied Polymer Sci - 2023 - R hrl - Green and scalable processing of water‐soluble biodegradable polymer clay.pdf
Version: Veröffentlichte Version
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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
SFB 1357 Mikroplastik
391977956

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

Poly(vinyl alcohol) (PVOH) based water-soluble packaging with intentional disposal into wastewater provides great convenience for both households and industry. In this paper, we demonstrate with CO2 evolution testing that only insignificant fractions (~2%) of PVOH biodegrade in wastewater within 33 days. To avoid unintentional environmental build-up and the accompanying consequences to marine life, alternative materials with a suitable balance of performance and biodegradability are needed. Until now, the barrier properties of biodegradable biopolymers could not compete with state-of-the-art water-soluble packaging materials like PVOH films. In this paper, we report on waterborne, sandwich-structured films using hydroxypropyl methylcellulose or alginate produced with an industrially scalable slot-die coater system. The inner layer of the film consists of a collapsed nematic suspension of high aspect ratio synthetic clay nanosheets that act as an impermeable wall. Such a film structure not only allows for barrier filler loadings capable of sufficiently reducing oxygen and water vapor permeability of alginate to 0.063 cm3 mm m−2 day−1 bar−1 and 53.8 g mm m−2 day−1 bar−1, respectively, but also provides mechanical reinforcement to the biopolymer films facilitating scalable processing. Moreover, the films disintegrated in water in less than 6 min while rapid biodegradation of the dissolved polymer was observed.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Keywords: biodegradable and water-soluble packaging; microplastic; oxygen and water vapor barrier; slot die coating; sustainability
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher - Univ.-Prof. Dr. Josef Breu
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Makromolekulare Chemie II
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität > Bayerisches Polymerinstitut (BPI)
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 1357 - MIKROPLASTIK
Forschungseinrichtungen > EU-Projekte > LIMNOPLAST - Microplastics In Europe’s Freshwater Ecosystems: from sources to solutions
Fakultäten
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen
Forschungseinrichtungen > EU-Projekte
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-7224-2
Eingestellt am: 13 Okt 2023 07:11
Letzte Änderung: 13 Okt 2023 07:11
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/7224

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