用聚乳酸脱水的纤维素纳米纤维,用于改进生物聚合物纳米复合材料加工
Alexander Collins1, Mehdi Tajvidi1
1School of Forest Resources, University of Maine, Orono, ME 04469, USA.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|September 13, 2024
概括
接触脱水使用有效加工的纤维素纳米纤维 (CNFs) 用于生物复合材料的聚乳酸粉. 这种方法保留了CNF形态,增强了机械性能,与喷雾干燥相比,显著减少了干燥能量.
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
- 生物复合材料是一种生物复合材料.
背景情况:
- 纤维素纳米纤维 (CNFs) 为生物基复合材料提供了理想的性能.
- 水结合和干燥诱导的聚合物阻碍了CNF在聚合物中融入.
- 以前的接触脱水方法使用木粉 (WF) 取得了一定成功.
研究的目的:
- 评估使用聚乳酸 (PLA) 粉末用于PLA/CNF复合材料的接触脱水的可行性.
- 评估能源效率,CNF形态保护和机械性能增强.
- 为了比较性能与现有方法,如喷雾干燥.
主要方法:
- 在各种负载级别上将湿CNF与粉碎PLA混合.
- 通过冷压 (接触脱水) 机械去除水分.
- 复合材料制造通过压缩成型和剪切混合.
主要成果:
- 在PLA中保存微米至纳米级的CNF纤维,其高面比.
- 与整洁的PLA相比,强度增加1.7%,模量增加4.2%.
- 已证明与喷雾干燥纳米纤维素复合材料具有同等或优越的性能.
- 与喷雾干燥CNF相比,报告了11-194倍的干燥能量的减少.
结论:
- 使用PLA粉末进行接触脱水是生产PLA/CNF生物复合材料的可行和节能方法.
- 该方法有效地保留了CNF纳米尺度形态,并增强了复合材料的机械性能.
- 这种方法为纳米纤维素加工的传统干燥技术提供了一个有希望的替代方案.
