纳米纤维素-多聚酸 (乳酸) 生物纳米复合体接口的分子工程是通过从共聚合物中进行反应表面接种来实现的
Gaoyuan Ye1, Qiwen Yong2, Liqiu Hu3
1College of Chemistry and Materials Engineering, Zhejiang A&F University, Hangzhou, Zhejiang Province 311300, China; Laboratory of Natural Materials Technology, Åbo Akademi University, Turku FI-20500, Finland; Key Laboratory of Bio-based Material Science & Technology (Northeast Forestry University) of Ministry of Education, College of Material Science and Engineering, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China; Engineering Research Center of Advanced Wooden Materials of Ministry of Education, College of Material Science and Engineering, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China.
这项研究通过使用改性纤维素纳米晶 (CNCs) 增强了聚乳酸 (PLA) 的特性. 这种新的接种方法显著提高了性,延长和结晶性,为可生物降解的聚合物缺陷提供了通用解决方案.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 聚乳酸 (PLA) 是一种具有有限性和结晶性的可生物降解聚合物,限制了其应用.
- 为扩大PLA的使用,制定有效的增强策略至关重要.
- 纤维素纳米晶 (CNCs) 具有作为强化剂的潜力,但需要对表面进行修改以获得更好的兼容性.
研究的目的:
- 设计改性纤维素纳米晶体 (CNCs),以增强聚乳酸 (PLA) 特性.
- 为了提高PLA和CNC之间的界面兼容性.
- 为生物降解聚合物中的机械和晶体缺陷开发通用解决方案.
主要方法:
- 在CNC上表面共聚合卡普罗拉克 (CL) 和基卡普罗拉克 (ACL),以创建基聚卡普罗拉克移植的CNC (CNC-g-APCL).
- 在现场反应挤出过程中将CNC-g-APCL集成到PLA矩阵中.
- 由此产生的PLA/CNC混合复合材料的机械性能和晶度的表征.
主要成果:
- CNC-g-APCL有效地提高了PLA和CNC之间的界面兼容性.
- 混合复合材料表现出显著增强的性和破裂时的延伸,这是由于接种的弹性聚合物的能量消耗造成的.
- 集成的CNC复合材料实现了高结晶度45.1%,这是PLA/CNC纳米复合材料的顶级成就.
结论:
- 通过接种共聚合,CNC的表面分子工程为增强PLA特性提供了有效的策略.
- 简单的现场反应挤出工艺为改善可生物降解的聚合物提供了通用解决方案.
- 这项研究提出了一种设计高性能纳米复合材料的新方法,其界面兼容性和机械性能得到了改进.
