创新的升级循环香烟过器成高性能纤维素纳米纤维-环氧复合材料

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
• 环境科学 环境科学

背景情况:

• 香烟过器是持续环境污染的主要来源.
• 基于纤维素的材料为可持续的复合材料开发提供了潜力.
• 将废物再循环转化为高价值产品对于循环经济至关重要.

研究的目的:

• 开发一种新的方法,将香烟过器废物再循环转化为高性能环氧复合材料.
• 调查使用从香烟过器中提取的再生纤维素纳米纤维作为强化材料.
• 评估由此产生的复合材料的机械,热和光学性能.

主要方法:

• 从使用的烟中提取纤维素酸纳米纤维,通过净化和电.
• 提取的纳米纤维通过性水解转化为再生的纤维素纳米纤维.
• 使用再生纤维素酸纳米纤维,再生纤维素纳米纤维及其商业对应物制造四种不同的环氧复合材料.
• 使用FTIR,XRD,SEM进行表征,接触角度测量,拉力测试和热分析.

主要成果:

• 从香烟过器废弃物中成功再生纤维素纳米纤维,提高了水友性和统一形态 (200-300 nm).
• 与再生纤维素纳米纤维增强的环氧复合材料与纤维素酸盐纳米纤维复合材料和整洁环氧复合材料相比,具有更高的抗拉强度 (49.5-53.8 MPa).
• 复合材料表现出良好的热稳定性 (300-400°C) 和增强的光学透明度.
• 观察到,在环氧基质中改善了纳米纤维分散和界面粘附.

结论:

• 这项研究通过将烟草过器废物转化为先进的环氧复合材料,为烟草过器废物提供了可持续和高价值的应用.
• 从废弃的香烟过器中再生的纤维素纳米纤维与纤维素酸纳米纤维相比,具有更好的强化性能.
• 开发的复合材料具有出色的机械,热和光学特性,适合各种应用.