近日,加拿大不列颠哥伦比亚大学姜锋团队报道了一种利用低共熔体系(deep eutectic solvent),从低成本木纤维高产率制备硫酸铵接枝的纳米木质纤维,并将其组装成具有优异阻燃和隔热性能材料的方法(图1)。
图1从低成本木纤维(化学机械热磨浆CTMP)制备防火隔热材料
通过一步氨基磺酸/尿素低共融体系实现了木质纤维的“类加成”反应,提升了表面电荷密度从而促进了纳米木质纤维的低能耗、高产率(~151%)制备,并最大限度减少了副产物的生成。有趣的是,通过一步低共融体系原位引入的带电硫酸铵基团(高达3.53 mmol/g)同时给木质纤维提供了优异的阻燃性。这使得其自组装形成的多孔气凝胶(图2)的极限氧指数(LOI)达到了35.3%,在不需要进行额外阻燃剂处理的情况下表现出优异的阻燃性(图3)。其宏观导热系数在31~32 mW/m∙K区间,与市面主流隔热材料性能相当(图3)。
图2纳米木质纤维自组装形成的具有微米蜂巢构型的多孔材料,及其力学/热稳定性能
图3木质纤维基多孔材料的隔热和阻燃性能
该工作是团队近期关于纳米纤维素/纳米木质纤维的制备与自组装相关研究的最新进展之一。作为一类在功能食品、生物医药、清洁能源、海水淡化、环境保护等领域具有广泛应用前景的基础材料,如何提升纳米纤维素/纳米木质纤维的品质,降低副产物的生成从而实现高效环保生产,具有非常高的经济和社会价值。
▓ 来源:高分子科技
▓ 责编:小棉袄