Nachhaltige Beschichtungen auf Ligninbasis
In einer neuen Studie haben Forscher den schichtweisen Aufbau von nachhaltigen Beschichtungen auf Ligninbasis für Lebensmittelverpackungen beschrieben.
Verpackungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Lebensmittelsicherheit und -haltbarkeit, indem sie z. B. vor Feuchtigkeit, Gasen und Licht schützen. Polyethylen (PE) wird häufig für Lebensmittelverpackungen verwendet, wird jedoch hauptsächlich aus nicht erneuerbaren Ressourcen hergestellt und ist eine ineffiziente Sauerstoff- und Lichtbarriere. In einer neuen Studie wurde der Schicht-zu-Schicht-Aufbau (LbL) eines nachhaltig hergestellten Polymers auf Ligninbasis (EH) mit Polyethylenimin (PEI) oder Chitosan (CH) zur Herstellung von (teilweise oder vollständig) biobasierten Beschichtungen verwendet, um die Barriereeigenschaften von PE-Filmen zu verbessern. PE-Filme wurden mit einer variablen Anzahl von PEI/EH- oder CH/EH-Doppelschichten (BL) beschichtet, wobei eine immersive LbL-Montagemethode angewandt wurde.
Verbesserte Sauerstoff- und Wasserdampfbarriereeigenschaften
Die Testergebnisse zeigten eine schrittweise Mehrschichtbildung und starke Wechselwirkungen zwischen den entgegengesetzt geladenen Polymeren, wobei die PEI/EH-Beschichtung im Vergleich zur CH/EH-Beschichtung bei gleicher Anzahl von BL eine größere Menge an abgeschiedenem Polymer aufwies. Insgesamt nahmen die Lichtbarriereeigenschaften und die Benetzbarkeit der beschichteten Filme mit der Anzahl der aufgebrachten Doppelschichten zu. Die beschichteten PE-Filme behielten das allgemeine thermische Verhalten von PE bei. Auf der Grundlage der untersuchten Eigenschaften erwies sich eine BL-Zahl von 20 als am vielversprechendsten. Ausgewählte Proben zeigten verbesserte Sauerstoff- und Wasserdampfbarriereeigenschaften, wobei die PEI/EH-Beschichtung besser abschnitt als die CH/EH-Beschichtung.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 182, September 2023, veröffentlicht.