乳血清衍生的超分子网络使天然的硬化成为可能

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
• 可持续材料 可持续材料

背景情况:

• 天然 (NR) 是一种可再生弹性体,其性来自应变诱导结晶 (SIC).
• SIC的有效性受到温度和延展率值的限制,阻碍其在苛刻条件下使用.
• 扩大NR的SIC活动制度是材料增强的关键挑战.

研究的目的:

• 研究废弃副产品干乳血清 (DS) 在增强天然中的SIC方面的潜力.
• 确定DS添加对NR机械性能和SIC行为的影响.
• 识别DS中负责加强SIC的特定组件,并了解底层机制.

主要方法:

• 机械测试 (例如,撕裂强度) 的NR与不同的DS度.
• 时间分辨率广角X射线散射 (TR-WAXS) 用于分析SIC发病和结晶性.
• 分子动力学模拟以阐明DS组件和NR链之间的相互作用.
• 对聚合物的系统选,以确定有效的增强剂.

主要成果:

• 此外,DS显著增加了撕裂强度,并扩大了NR的SIC活窗.
• 对SIC的上限温度提高了大约20°C,而应变率值增加了几倍.
• 在DS中发现的聚醇L-quebrachitol被确定为一个关键的强化剂,具有>3基组的聚醇是最有效的.
• TR-WAXS证实了DS修饰的NR的早期SIC发病和更高的结晶度.
• 模拟显示,多聚醇形成二叉键,创建动态网络,促进SIC.

结论:

• 干乳血清 (DS) 通过促进超分子网络的形成,有效地提高了天然的应变诱导结晶 (SIC) 和性 (NR).
• 这种方法提供了一种可持续的方法来提高NR的性能和利用废弃副产品.
• 这些发现为通过超分子增强来设计硬化软材料提供了总体框架.