Skip to main content
Erschienen in: Cellulose 6/2021

17.02.2021 | Original Research

Starch/clay aerogel reinforced by cellulose nanofibrils for thermal insulation

verfasst von: Yan-Wen Zhao, Mao-Zhang Tian, Pei Huang

Erschienen in: Cellulose | Ausgabe 6/2021

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Characterized by low cost, flame resistance and mild processing procedure, freeze-dried clay aerogel is an ideal alternative for thermal insulation in building sector. However, the negatively charged surface of clay platelet and high freezing rate require the addition of a high amount of polymer to ensure the integrity of aerogel during freezing stage, which inevitably increases the density as well as the thermal conductivity of aerogel. Herein, we reported a green and versatile strategy to fabricate crack-free yet thermal insulative aerogel by introducing cellulose nanofibrils (CNFs) into starch/clay system. Owing to the abundant hydroxyl groups, high aspect ratio and excellent mechanical strength of CNFs, the CNF/starch/clay aerogels prepared exhibit enhanced crack resistance and compressive strength, enabling the reduction of starch content from 4 to 2% while maintaining the integrity of aerogel in the process of freezing. As a result, the density and thermal conductivity of aerogel significantly decrease from 0.12 to 0.05 g/cm3 and 48.3 to 41.5 mW/mK respectively. Further crosslinked by glutaraldehyde, the CNF/starch/clay aerogels display improved moisture resistance, shape recovery and thermal stability. Being versatile and cost-effective, the present approach is thought-provoking for the up-scale production of freeze-dried clay aerogel for thermal insulation.

Graphical abstract

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
Zurück zum Zitat Bondeson D, Mathew A, Oksman K (2006) Optimization of the isolation of nanocrystals from microcrystalline cellulose by acid hydrolysis. Cellulose 13:171–180CrossRef Bondeson D, Mathew A, Oksman K (2006) Optimization of the isolation of nanocrystals from microcrystalline cellulose by acid hydrolysis. Cellulose 13:171–180CrossRef
Zurück zum Zitat Environment Df, Affairs R (2006) Climate change: the UK programme 2006 vol 6764. Environment Df, Affairs R (2006) Climate change: the UK programme 2006 vol 6764.
Zurück zum Zitat Fu S-Y, Lauke B (1996) Effects of fiber length and fiber orientation distributions on the tensile strength of short-fiber-reinforced polymers. Compos Sci Technol 56:1179–1190CrossRef Fu S-Y, Lauke B (1996) Effects of fiber length and fiber orientation distributions on the tensile strength of short-fiber-reinforced polymers. Compos Sci Technol 56:1179–1190CrossRef
Zurück zum Zitat Gilman JW (1999) Flammability and thermal stability studies of polymer layered-silicate (clay) nanocomposites. Appl Clay Sci 15:31–49CrossRef Gilman JW (1999) Flammability and thermal stability studies of polymer layered-silicate (clay) nanocomposites. Appl Clay Sci 15:31–49CrossRef
Zurück zum Zitat Podsiadlo P et al (2007) Ultrastrong and stiff layered polymer nanocomposites. Science 318:80–83CrossRef Podsiadlo P et al (2007) Ultrastrong and stiff layered polymer nanocomposites. Science 318:80–83CrossRef
Metadaten
Titel
Starch/clay aerogel reinforced by cellulose nanofibrils for thermal insulation
verfasst von
Yan-Wen Zhao
Mao-Zhang Tian
Pei Huang
Publikationsdatum
17.02.2021
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Cellulose / Ausgabe 6/2021
Print ISSN: 0969-0239
Elektronische ISSN: 1572-882X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10570-021-03750-9

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2021

Cellulose 6/2021 Zur Ausgabe