绿色圆形设计用于未经修改的木质素:无溶剂的价值化成高性能共价适应性网络
Shanshan Dai1, Shuaiqi Yang1, Shuai Du1
1Key Laboratory of Synthetic and Biological Colloids, Ministry of Education, School of Chemical and Material Engineering, Jiangnan University, Wuxi, 214122, P. R. China. songqi.ma@jiangnan.edu.cn.
Materials horizons
|October 15, 2025
概括
这项研究介绍了一种可持续的方法,将木质素废弃物转化为坚固,适应性强的材料. 这些新的共价适应性网络 (CAN) 提供了出色的机械性能和可回收性,促进了生物质的价值化.
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
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 工业木质素废弃物对处置具有重大挑战.
- 在循环经济中,将红素价值化为高价值材料至关重要.
- 现有的方法通常涉及强化学品或复杂的净化步骤.
研究的目的:
- 开发一种无溶剂和无净化战略,用于素的价值化.
- 从工业木质素废物中创建高性能共价适应性网络 (CAN).
- 为了证明开发材料的循环性和可持续性.
主要方法:
- 在生物基的1,3-propanediol (PDO) 中通过结合溶解未经修改的红素.
- 在没有催化剂的情况下,将溶解的木质素与伊塔康化 (ITA) 共聚合.
- 由此产生的CANs的机械性质,热重塑和降解行为的表征.
主要成果:
- 在以素为基础的CAN中实现了特殊的机械强度 (63MPa),超过了现有的素材料和竞争对手商业环氧化物.
- 在由于内部催化而导致的热重塑后,证明了>74%的强度保留.
- 通过热触发的解接,获得了强大的接口粘附力到锡板 (7.9 MPa) 和木材 (4.6 MPa).
- 该工艺实现了100%的原子经济和>98%的生物基含量,避免了挥发性有机物和金属催化剂.
结论:
- 建立了一个可持续和高效的范式,用于将木质素废物转化为高性能循环材料.
- 开发的CAN为传统塑料提供了有希望的替代品,解决了可持续性挑战.
- 闭环再聚合能力突出了真正材料循环性的潜力.
