合成和描述含有不同类型和含量生物炭的PLA/生物炭生物复合材料
Katerina Papadopoulou1, Panagiotis A Klonos1,2, Apostolos Kyritsis2
1Laboratory of Polymer Chemistry and Technology, Department of Chemistry, Aristotle University of Thessaloniki, 54124 Thessaloniki, Greece.
Polymers
|February 13, 2025
概括
新的聚乳酸/生物炭 (PLA/BC) 复合物使用现场环开聚合合成. 这些PLA/BC生物复合材料在低生物炭负载下显示出增强的热稳定性和机械性能.
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:
- 聚乳酸 (PLA) 是一种可生物降解的聚合物,具有越来越多的应用.
- 生物炭 (BC) 是由热解产生的富含碳的材料,具有充填剂的潜力.
- 开发有效的方法来将PLA和BC结合成先进的生物复合材料对于可持续材料至关重要.
研究的目的:
- 为了合成和表征新型的多样乳酸/生物炭 (PLA/BC) 生物复合材料.
- 研究生物炭特性和含量对PLA结构和特性的影响.
- 探索现场环开聚合 (ROP) 的潜力,以创建分散的PLA/BC生物复合材料.
主要方法:
- 在现场环开聚合 (ROP) 的乳化在存在两种类型的生物炭 (SWP550和SWP700).
- 使用传输电子显微镜 (TEM) 和介电光谱等技术进行表征.
- 通过拉伸试验评估热稳定性,分解动力学和机械性能.
主要成果:
- 成功合成了PLA/BC生物复合材料,有证据表明PLA-BC结合,并减少了分子质量.
- 生物炭被发现在PLA矩阵中以纳米级分散得很好.
- 强烈的PLA/BC相互作用导致玻璃过渡温度 (Tg) 增加和结晶性抑制,SWP700生物炭的影响更为明显.
- 生物复合材料表现出良好的热稳定性和在低BC含量 (1-5 wt%) 的情况下略有增强的机械性能.
结论:
- 在现场ROP是一种有效的方法,用于生产纳米级生物炭分散的PLA/BC生物复合材料.
- PLA和BC之间的强烈相互作用显著影响生物复合材料的热和机械性能.
- 这些生物复合材料显示出需要增强热稳定性和定制机械性能的应用潜力.
