纤维素纳米晶体和大米皮表面功能化由红外热激活诱导

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 绿色化学 绿色化学
• 生物质的价值化 生物质的价值化

背景情况:

• 纤维素纳米晶 (CNC) 和纤维素生物质为材料开发提供了可持续的替代品.
• 表面功能化是提高工业应用生物基材料性能的关键.
• 基于溶剂的CNC修改方法可能对环境造成负担.

研究的目的:

• 报告红外热激活 (IRTA) 首次用于CNC的无溶剂表面功能化的应用.
• 使用环氧化酸 (ELA) 增强CNC和脱的米 (d-RH) 的疏水性.
• 探索一种可持续和有效的方法来修改生物基材料,以便在涂料行业中潜在使用.

主要方法:

• 使用来自Candida antarctica (CaLB) 的B脂酶和H2O2.2的ELA的酶合成.
• 通过IRTA通过ELA对CNC和d-RH的无溶剂表面功能化.
• 使用固态和液态NMR,ATR-FTIR,FE-SEM和XRD进行全面的材料表征.
• 测量水接触角,以评估表面的疏水性.

主要成果:

• 成功地实现了CNC的表面功能化,其替代度为0.09.
• IRTA方法在CNC和脱米 (d-RH) 上都表现出有效性.
• 通过测量水接触角度 (CNCs:~40°,d-RH:~60°) 证实了表面疏水性显著增加.

结论:

• IRTA提供了一种高效和可持续的无溶剂方法,用于修改基于纤维素的材料.
• 功能化的CNC和d-RH表现出增强的疏水性能,适合涂料应用.
• 这种方法有可能在工业规模上对基纤维素生物质和生物基材料进行修改.