利用点击化学和大分子交联策略构建具有优异柔韧性的纳米纤维素气凝胶

发布时间:2019年09月04日

纳米纤维素气凝胶的结构脆性一直是限制其广泛应用的关键问题,其根本原因在于纳米纤维素的高结晶度和弱的分子间氢键作用。本工作中我们报道了一种同时具有优异压缩强度和回弹性的纳米纤维素晶体(CNCs)基气凝胶。该方法采用铜催化叠氮-炔点击化学为手段,以柔性大分子聚己内酯二醇(PCL diol)作为交联剂,利用交联共价键的高键能和PCL 大分子的高柔韧性同时提高纳米纤维素晶体间的结合强度及活动能力,从而达到同时对气凝胶增强增韧的目的。该方法首先制备了表面炔基接枝的CNC-C和末端叠氮基接枝的PCL-N改性物,在铜催化剂作用下,通过调整CNC-C/PCL-N的配比和溶液浓度制备出CNC-PCL有机凝胶,最后以叔丁醇为介质冷冻干燥得到CNC-PCL复合气凝胶。在80%压缩形变下,该气凝胶的最大压缩强度接近0.6 MPa,形变回复率达到96.3 %左右。同时由于PCL分子的引入,CNC-PCL复合气凝胶的热稳定性较纯CNC气凝胶提高约50 °C。本工作所提出的柔性大分子交联方法为解决传统纳米材料气凝胶的脆性问题提供了有益借鉴。


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Zhou, L., Zhai, Y., Yang, M. B., & Yang, W. (2019). Flexible and tough cellulose nanocrystal/polycaprolactone hybrid aerogel based on the strategy of macromolecule crosslinking through click chemistry. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 录用时间:2019.08.23

全文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acssuschemeng.9b03640