来自泰国的研究人员率先将废弃 HDPE 奶瓶转化为高刚度复合材料，使用 PALF 增强材料，弯曲强度提高了 162%，模量提高了 204%。这种环保的升级改造在固碳的同时提高了机械性能，为可持续材料提供了一条充满希望的道路。

为了通过减少新塑料材料的制造和利用农业废物中的天然纤维来实现联合国可持续发展目标，这项研究探讨了重新利用高密度聚乙烯(HDPE) 奶瓶的潜力。其目的是通过升级改造制造高刚性、高热变形温度(HDT)复合材料。

该复合材料基体采用从废奶瓶中提取的回收高密度聚乙烯(rHDPE)，而增强填料则取自废弃菠萝叶，包括纤维(PALF)和非纤维材料(NFM)。该研究发表在《聚合物》杂志上。

为了制备这些复合材料，采用两辊混合机将 rHDPE 与 NFM 和 PALF 混合，确保所得预浸料中填料的最佳排列。随后，将预浸料分层并压缩成复合片材。PALF 作为增强填料的加入对于显着提高 rHDPE 复合材料的弯曲强度和模量起着关键作用。

特别值得注意的是，PALF 含量为 20 wt.% 时，与原始 rHDPE 相比，弯曲强度显着提高了 162%，模量显着提高了 204%。

虽然 rHDPE/NFM 复合材料还表现出改进的机械性能，尽管程度低于纤维增强材料，但这两种复合材料的抗冲击性均略有下降。值得注意的是，添加 NFM 或 PALF 显着提高了热变形温度 (HDT)，将 rHDPE/NFM 和 rHDPE/PALF 复合材料的 HDT 值分别提高到约 84°C 和 108°C。这与纯 rHDPE 的 71°C HDT 形成鲜明对比。

此外，通过使用马来酸酐改性聚乙烯(MAPE)增强两种复合材料的相容性，进一步增强了两种复合材料的整体性能。对两种复合材料冲击断裂表面的检查表明，NFM 和 PALF 填料具有更高的相容性和清晰的排列，凸显了用菠萝叶废料填料增强的再生塑料生产的复合材料的性能和环境友好性的改进。

改进的机械性能，特别是在常温或高温下的抗变形能力，增强了使用减轻重量或设计更薄的产品的可行性。这对于汽车零部件等应用至关重要。

这项研究强调了利用废料进行可持续复合材料开发的有前途的途径，有助于实现减少塑料行业对环境影响的更广泛目标。它还通过在耐用产品中封存碳来促进碳去除。

PALF-HDPE 研究的技术顾问 Kheng Lim Goh 副教授认为，采用菠萝叶纤维的 HDPE 奶瓶升级改造是一项重大进步。他很高兴这种方法将大量废物转化为具有增强机械性能的高硬度 HDPE 复合材料，为包括生物医学和汽车在内的各个行业带来了希望。

然而，为了维持可快速、大规模应用的高硬度 HDPE 生产的可持续 PALF 供应链，菠萝种植者必须做好准备并适应气候变化影响，包括不稳定的降雨、极端温度、干旱、水土流失、入侵杂草和持久害虫。

农民和作物科学家都应该利用气候预测、作物和经济模型以及实地经验数据中的信息来确定菠萝作物如何承受干燥和土壤湿度不足。他们还需要探索维持菠萝生产的替代方案，以确保为高硬度 HDPE 复合材料制造提供稳定的 PALF 供应。

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