自愈的纤维素纳米晶/化聚烯酸与库马林组的双动态相互作用和多个键的双动态相互作用
Jianhua Zhou1, Teng Huang1, Yan Li1
1College of Bioresources Chemical and Materials Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi'an 710021, China; National Demonstration Center for Experimental Light Chemistry Engineering Education, Shaanxi University of Science and Technology, Xi'an 710021, China.
International journal of biological macromolecules
|August 31, 2024
概括
这项研究开发了使用双动态网络的自愈纤维素纳米晶/化聚烯酸膜. 薄膜实现了91.4%的自我愈合效率,显示出出色的热稳定性和改进的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 开发具有自我修复能力的先进材料对于延长产品寿命和减少浪费至关重要.
- 纤维素纳米晶 (CNCs) 为功能性材料提供可持续和多功能的构建模块.
- 化聚合物提供了可取的特性,如疏水性和耐化学物质.
研究的目的:
- 为了制备自我愈合的纤维素纳米晶/化聚烯酸盐 (CNC/FP) 乳膜.
- 为了研究7-(2-methacryloyloxy) -4-methylcoumarin (CMA) 和2-ureido-4[1H]-pyrimidinone甲基甲酸盐 (UPyMA) 单体剂量的对乳液聚合和薄膜特性的影响.
- 评估自我愈合的效率,并了解潜在的机制.
主要方法:
- 皮克林乳液聚合被用来合成CNC/FP乳.
- 分析了不同CMA和UPyMA度对单体转化,粒子大小和分布的影响.
- 在不同的条件下 (温度,时间,紫外线照射) 评估了自我愈合性能.
- 用热重力测量 (TG) 和衍生热重力测量 (DTG) 分析来评估热稳定性.
主要成果:
- 单体转换显示了最初的增加,然后随着CMA和UPyMA剂量上升而下降,而颗粒大小呈现了相反的趋势.
- 双动态网络,包括光可逆氨酸交叉链和UPyMA的键,促进了高效的自我愈合.
- 在优化条件下,CNC/FP乳膜在优化条件下 (365nm紫外线,80°C,12小时) 显示出91.4%的显著自我愈合效率.
- 随着CMA和UPyMA含量增加,观察到改善的水油排斥性和机械性能.
结论:
- 开发的CNC/FP乳膜具有优良的自我修复特性,归因于双动态网络的协同效应.
- 该材料具有卓越的热稳定性和增强的机械和表面性能.
- 这项研究为创造耐用和可修复的先进聚合物材料提供了有希望的途径.
