时间氧化纤维素纳米纤维膜,包含氧化石墨烯纳米填充剂
Yoojin Kim1, Young-Teck Kim1, Xiyu Wang1
1Department of Sustainable Biomaterials, College of Natural Resources and Environment, Virginia Tech, Blacksburg, VA 24061, USA.
Polymers
|June 28, 2023
概括
这项研究引入了一种新的TEMPO氧化纤维素纳米纤维素 (TOCNs) /石墨烯氧化物 (GO) 复合物,证明了生物材料应用的增强机械和屏障性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 纤维素纳米纤维 (CNFs) 是有前途的生物材料,但它们的特性需要用于先进应用的增强.
- 石墨烯氧化物 (GO) 具有独特的特性,但需要在纤维素基板中有效分散.
- 开发强大的纤维素纳米复合材料对于可持续的材料创新至关重要.
研究的目的:
- 合成和描述一种由TEMPO氧化纤维素纳米纤维素 (TOCNs) 和石墨烯氧化物 (GO) 的新型复合物.
- 研究不同GO负荷和氧化度对复合材料结构,热,机械和屏障性能的影响.
- 探索这种新复合材料在各种生命科学应用中的潜力.
主要方法:
- 使用TEMPO介导的氧化来产生TOCNs.
- 为了在NFC矩阵中分散GO,采用了一种结合高强度均质化和超声波的独特工艺.
- 采用X射线衍射 (XRD),扫描电子显微镜 (SEM),动态机械分析 (DMA) 和里埃变换红外光谱 (FTIR) 来进行表征.
主要成果:
- TOCN/GO复合物在结晶度上没有变化,但显示出显著的形态差异.
- 热稳定性转移到较低的温度,而的储存模量和抗拉强度有所改善,这表明了强大的分子间相互作用.
- 氧气的透性下降,氧化进一步增强了屏障特性,对水蒸气的透性影响最小.
结论:
- 制造的TOCN/GO复合材料具有增强的机械和屏障性能.
- 高强度同质化和超声波方法有效地在NFC矩阵内分散了GO.
- 这种新型复合材料显示出生物材料,食品包装和医疗行业应用的巨大潜力.
