Журнал передовой химической инженерии

Абстрактный

Гибридный подход к химической модификации целлюлозных волокон, применяемый в полимерных композитных материалах

Стефан Чихош и Анна Машек

Следующее исследование подчеркивает важность незаменимого процесса модификации целлюлозных волокон (Arbocel UFC100 – Ultra Fine Cellulose), который может легко изменить свойства биополимера – сушки. Исследование предоставляет широкий спектр информации, рассматривающей последствия процесса сушки для химической обработки целлюлозы и свойств наполненных целлюлозой полимерных композитов на основе сополимера этилена и норборнена (TOPAS Elastomer E-140). Это исследование подчеркивает важность снижения содержания влаги в UFC100, учитывая применение полимерных композитов, с использованием методов, отличных от термической обработки. Поэтому представлен новый гибридный подход химической модификации (рис.). Он состоит из двух этапов: замена растворителя (с этанолом или гексаном) и химическая обработка (малеиновый ангидрид - МА). Гибридная химическая модификация целлюлозных волокон: Путь 0 – обычная поверхностная модификация с МА, Путь 1 – замена растворителя перед поверхностной модификацией с МА, Путь 2 – замена растворителя после поверхностной модификации с МА Следует подчеркнуть, что в случае всех проведенных обработок UFC100 наблюдалось снижение содержания влаги. Тем не менее, можно утверждать, что использование этанола вносит значительный вклад в снижение водопоглощающей способности целлюлозы (до 1,65%). Более того, в отношении механических свойств композитного образца наибольшее улучшение характеристик было отмечено в случае образца TOPAS + UFC100/ND/MA/1/E. Здесь невысушенная целлюлоза была модифицирована МА после замены растворителя на этанол. Более того, в случае этого образца также было обнаружено улучшение модуля упругости. Как эффект Пейна, так и коэффициент эффективности наполнителя указывают на возможность армирующей природы наполнителя. В проведенном исследовании представлен новый подход гибридной модификации наполнителя, который, несомненно, является научной новизной. Кроме того, получены ценные данные относительно свойств композитов, наполненных целлюлозными волокнами различной влажности (термических, механических, структурных).