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Erschienen in: Cellulose 7/2020

22.02.2020 | Original Research

Polylactide porous biocomposites with high heat resistance by utilizing cellulose template-directed construction

verfasst von: Liang-Qing Zhang, Shu-Gui Yang, Yue Li, Hua-Dong Huang, Ling Xu, Jia-Zhuang Xu, Gan-Ji Zhong, Zhong-Ming Li

Erschienen in: Cellulose | Ausgabe 7/2020

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Abstract

With the world’s focus on environmental and sustainability problems, bio-based polymer porous materials have achieved tremendous attention. Here, light weight and biodegradable cellulose/polylactic acid (PLA) porous biocomposites with outstanding mechanical and heat resistance properties are fabricated based on a novel template-directed strategy. The cellulose/PLA porous biocomposites exhibit densities as low as 0.09 g/cm3 and specific moduli as high as 288.9 MPa g−1 cm3. More importantly, the biocomposites possess a high service temperature of 221.3 °C after a thermal treatment, ascribing to the exclusive formation of stereocomplex crystals (SCs) in PLA with a high crystallinity of 0.5. In situ wide-angle X-ray diffraction observations reveal that cellulose templates significantly accelerate the nucleation of SCs without suppressing the growth, and thus greatly facilitate SC crystallization. The stimulation of SC nucleation lies in the interfacial hydrogen bonding interactions between cellulose templates and PLA molecules, which promote the formation of precursor racemic helical pairs. The current work provides further inspiration on fabricating bio-based polymer porous materials in a greener and more sustainable way.

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Literatur
Zurück zum Zitat Drumright RE, Gruber PR, Henton DE (2000) Polylactic acid technology. Adv Mater 12:1841–1846CrossRef Drumright RE, Gruber PR, Henton DE (2000) Polylactic acid technology. Adv Mater 12:1841–1846CrossRef
Zurück zum Zitat Wang DC, Yu HY, Fan XM, Gu JP, Ye SN, Yao JM, Ni QQ (2018) High aspect ratio carboxylated cellulose nanofibers cross-linked to robust aerogels for superabsorption-flocculants: paving way from nanoscale to macroscale. ACS Appl Mater Inter 10:20755–20766. https://doi.org/10.1021/acsami.8b04211 CrossRef Wang DC, Yu HY, Fan XM, Gu JP, Ye SN, Yao JM, Ni QQ (2018) High aspect ratio carboxylated cellulose nanofibers cross-linked to robust aerogels for superabsorption-flocculants: paving way from nanoscale to macroscale. ACS Appl Mater Inter 10:20755–20766. https://​doi.​org/​10.​1021/​acsami.​8b04211 CrossRef
Metadaten
Titel
Polylactide porous biocomposites with high heat resistance by utilizing cellulose template-directed construction
verfasst von
Liang-Qing Zhang
Shu-Gui Yang
Yue Li
Hua-Dong Huang
Ling Xu
Jia-Zhuang Xu
Gan-Ji Zhong
Zhong-Ming Li
Publikationsdatum
22.02.2020
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Cellulose / Ausgabe 7/2020
Print ISSN: 0969-0239
Elektronische ISSN: 1572-882X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10570-020-03056-2

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