价值化生物聚Suberine:修改纤维素纳米晶体和3D打印生物基烯酸盐的性能评估
Beate Beatrise Bruvere1, Anda Gromova1, Maksims Jurinovs1
1Institute of Chemistry and Chemical Technology, Faculty of Natural Sciences and Technology, Riga Technical University, P. Valdena Str. 3, LV-1048 Riga, Latvia.
ACS omega
|October 28, 2024
概括
生物质废弃物脂脂肪酸 (SFAs) 被移植到纤维素纳米晶体 (CNCs) 上,以增强生物基烯酸树脂. 这种绿色修改显著改善了3D打印应用的机械性能和热稳定性.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 可持续材料 可持续材料
背景情况:
- 来自生物质废弃物的生物聚合物苏贝林 (Suberin) 提供了生物提炼化学品的潜力.
- 纤维素纳米晶 (CNCs) 是多功能纳米材料,在复合材料中具有应用.
- 将聚合物移植到CNC上可以提高它们与矩阵的兼容性.
研究的目的:
- 为了探索从白树外皮中提取苏贝林脂肪酸 (SFA) 的方法.
- 研究将SFAs接种到CNC上以实现表面功能.
- 评估SFA移植CNC的性能,作为用于3D打印的生物基烯酸树脂的增强剂.
主要方法:
- 从树外皮中提取SFA的六种方法.
- 通过FTIR和NMR证实了CNC与SFAs的功能.
- 在0.1重量百分比的植物油基烯酸树脂中将SFA移植的CNC纳入植物油基烯酸树脂.
- 瓦特光聚合 (VP) 3D打印用于样品制造.
主要成果:
- 成功实现了具有独特SFA结构的CNC的功能化.
- 增强了CNC与聚合物矩阵之间的接口.
- 在拉伸和曲测试中,延伸率增加了多达2倍,强度增加了2.5倍.
- 改善了3D打印样品的热稳定性,热力学性能和可湿性.
- 性能与以石油为基础的改造路线相提并论或优越.
结论:
- 用SFAs对CNC的绿色功能化是一个可行的方法.
- 用SFA接种的CNC有效地增强了生物基烯酸树脂的特性.
- 这种方法为提高纳米复合材料性能提供了一个可持续的替代方案.
