聚3-基酸-co-3-基酸) 生物纳米复合材料与水晶纳米纤维素和石墨烯氧化物:实验结果和支持向量机器建模
Elizabeth Champa-Bujaico1, Ana M Díez-Pascual2, Pilar Garcia-Diaz1
1Universidad de Alcalá, Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones, Ctra. Madrid-Barcelona Km. 33.6, 28805 Alcalá de Henares, Madrid, Spain.
Polymers
|September 28, 2023
概括
这项研究开发了使用晶体纳米纤维素 (CNC) 和石墨烯氧化物 (GO) 的Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) (PHBHHx) 生物纳米复合材料. 加强的PHBHHx显示了改善的刚性,强度和热稳定性,用于生物医学和食品包装用途.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 聚3-基酸-co-3-hydroxyhexanoate) (PHBHHx) 是一种可生物降解和生物相容的聚合物,其刚性和强度受到限制.
- 用纳米填充剂增强提供了一个可行的解决方案,以增强PHBHHx属性.
研究的目的:
- 开发和描述基于PHBHHx的以晶体纳米纤维素 (CNC) 和石墨烯氧化物 (GO) 增强的生物纳米复合材料.
- 研究CNC和GO对PHBHHx.的结构,热和机械性能的影响.
- 使用机器学习模型预测机械性能.
主要方法:
- 用于生物纳米复合材料制造的溶液造技术.
- 用X射线衍射 (XRD),场发射扫描电子显微镜 (FE-SEM),富里埃变换红外光谱 (FTIR) 和差分扫描热度计 (DSC) 来进行材料特征.
- 机器学习 (支持矢量机器 - SVM) 用于属性预测.
主要成果:
- 纳米填充剂 (CNC和GO) 作为核化剂,增加了PHBHHx.的结晶温度.
- 由于PHBHHx和纳米填充剂之间的协同作用,观察到硬度,强度和热稳定性的显著改善.
- 机器学习模型准确预测了具有良好的性能指标 (MAE,MSE,R2) 的机械性能.
结论:
- 开发的PHBHHx生物纳米复合材料具有增强的机械和热性能,使其适用于生物医学和食品包装应用.
- 这些生物基纳米复合材料为传统的以石油为基础的合成聚合物提供了可持续的替代品.
