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Erschienen in: Journal of Materials Science 6/2012

01.03.2012

Physico-chemical and mechanical properties of nanocomposites prepared using cellulose nanowhiskers and poly(lactic acid)

verfasst von: Kazi M. Zakir Hossain, Ifty Ahmed, Andrew J. Parsons, Colin A. Scotchford, Gavin S. Walker, Wim Thielemans, Chris D. Rudd

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 6/2012

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Abstract

A range of nanocomposites were prepared using cellulose nanowhiskers (CNWs) and poly(lactic acid) (PLA) via a solvent casting process. Acid hydrolysis process was used to produce CNWs from bleached cotton. Structural morphology and surface topography of the CNWs and nanocomposites were examined using transmission (TEM) and scanning electron microscopy. TEM images revealed rod-like whiskers in the nano-scale region which were dispersed within the PLA matrix. The presence of the functional groups of CNWs and PLA were confirmed via FTIR analysis. Tensile tests were conducted on thin films and the nanocomposites containing 1 wt% CNWs showed a 34 and 31% increase in tensile strength and modulus, respectively, compared to pure PLA. The dynamic mechanical analysis showed that the tensile storage modulus also increased in the visco-elastic temperature region with increasing CNWs content in the nanocomposites. Thermogravimetric analysis showed that all the materials investigated were thermally stable from room temperature to 210 °C. A positive effect of CNWs on the crystal nucleation of PLA polymer in the nanocomposites was observed using differential scanning calorimetry and X-ray diffraction analysis. The degradation profiles of the nanocomposites in deionised water over 1 week revealed a mass loss of 1.5–5.6% at alternate temperatures (25, 37 and 50 °C) and at the same conditions the swelling ratio and water uptake were seen to increase with CNWs content in the nanocomposites, which was strongly influenced by the presence of crystalline CNWs.

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Metadaten
Titel
Physico-chemical and mechanical properties of nanocomposites prepared using cellulose nanowhiskers and poly(lactic acid)
verfasst von
Kazi M. Zakir Hossain
Ifty Ahmed
Andrew J. Parsons
Colin A. Scotchford
Gavin S. Walker
Wim Thielemans
Chris D. Rudd
Publikationsdatum
01.03.2012
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 6/2012
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-011-6093-4

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