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Erschienen in: Cellulose 10/2019

21.05.2019 | Original Research

Contribution of hemicellulose to cellulose nanofiber-based nanocomposite films with enhanced strength, flexibility and UV-blocking properties

verfasst von: Juan Yu, Yelin Zhu, Huazhong Ma, Liang Liu, Yanlei Hu, Junhua Xu, Zhiguo Wang, Yimin Fan

Erschienen in: Cellulose | Ausgabe 10/2019

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Abstract

Two representative hemicelluloses, xylan and konjac glucomannan (KGM), were composited with 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl radical-oxidized cellulose nanofibers (CNF), endowing the CNF-based nanocomposite films with enhanced strength, flexibility and UV blocking properties. Particularly, xylan and KGM were separately or simultaneously mixed with a CNF dispersion to obtain three kinds of CNF-based nanocomposite films: CNF-Xylan (CNF-X), CNF-KGM (CNF-K), and CNF-Xylan-KGM (CNF-XK). The compositing of KGM increased both the tensile stress and strain of the resulted film (tensile strength of 136 MPa for CNF-K at 10 wt% KGM with a strain of 6%, compared to a tensile strength of 106 MPa for the pure CNF film with a strain of approximately 1%). The improved strength and flexibility of the CNF-based nanocomposite films are attributed to the good permeation of KGM in CNF and the formation of intermolecular hydrogen bonds between KGM and CNF. On the other hand, due to the compositing of xylan, the CNF-based nanocomposite films CNF-X and CNF-XK showed good optical properties and interesting UV-blocking properties. In addition, CNF-based nanocomposite films showed lower water absorption capacity than pure CNF films. These results indicate the great potential of hemicellulose in the development of CNF-based films with enhanced unique performance.

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Literatur
Metadaten
Titel
Contribution of hemicellulose to cellulose nanofiber-based nanocomposite films with enhanced strength, flexibility and UV-blocking properties
verfasst von
Juan Yu
Yelin Zhu
Huazhong Ma
Liang Liu
Yanlei Hu
Junhua Xu
Zhiguo Wang
Yimin Fan
Publikationsdatum
21.05.2019
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Cellulose / Ausgabe 10/2019
Print ISSN: 0969-0239
Elektronische ISSN: 1572-882X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10570-019-02518-6

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