构建基于木质素的纳米颗粒向阻燃性热塑性聚氨复合材料,具有改进的机械性能和抗氧化性能
Dan Meng1, Hailiang Wang1, Yuchun Li1
1State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.
International journal of biological macromolecules
|August 30, 2023
概括
这项研究开发了一种新型的素衍生纳米粒子 (C-P-Lignin),用于增强热塑性聚氨 (TPU) 复合材料. 经过修改的TPU显著提高了机械强度,氧化抵抗和阻燃性,为材料应用提供了可持续的解决方案.
科学领域:
- 聚合物科学 聚合物科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 纸业的副产品是丰富的可再生资源.
- 热塑性聚氨 (TPU) 广泛使用,但可以从增强的特性中受益.
- 开发可持续和多功能聚合物填充剂对于先进的材料应用至关重要.
研究的目的:
- 合成一个多功能素衍生物纳米粒子 (C-P-Lignin).
- 将CP-Lignin纳入TPU,以创建先进的复合材料.
- 评估C-P-Lignin对TPU机械,氧化和阻燃性能的影响.
主要方法:
- 逐步将二和1,4-dimethoxyacetylene的酸和1,4-dimethoxyacetylene在上接种,以创建C-P-Lignin纳米粒子.
- 制备TPU/C-P-Lignin复合材料的方法.
- 机械测试 (拉力强度,破裂时的延长,性).
- 氧化抵抗的评估 (光衰老,热氧化衰老).
- 火焰阻燃性测试 (热释放率,烟雾产生率).
- 使用FTIR和材料工作室模拟的机制研究.
主要成果:
- TPU/2C-P-Lignin复合材料的抗拉强度增加了39.0%,破裂时的延长率增加了3.4%,性增加了33.9%.
- 观察到抗疲劳,抗氧化和阻燃能力的显著改善.
- 峰值热释放率和烟雾产生率分别降低了50.0%和53.8%.
- C-P-Lignin促进了统一碳层的形成,增强了阻燃性.
结论:
- 合成的C-P-Lignin是一种有效的多功能填充剂,可以增强TPU的性能.
- 这种方法提供了一种可持续的方法,用于利用废木材衍生的红素.
- 这些发现表明,TPU聚合物的消防安全和延长使用寿命有潜力.
