西南林大杜官本/楊龍團隊 CEJ：纏結交聯、生物礦化以及快速凝膠策略構建全生物基納米纖維素多重黏附網絡型粘合劑
2023-04-14 來源：高分子科技
當前，由于缺乏能夠同時滿足堅固性、內聚力和耐水性要求的多尺度層級結構，自下而上的構建高性能全生物基粘合劑的方法仍然存在較大挑戰。同時以可再生生物質資源為原料，開發市場前景廣闊、環境友好的高值生物基粘合劑和生物基新材料，是國際林農業和生物質新材料等領域發展的重要方向。近日，西南林業大學杜官本教授/楊龍研究員團隊提出通過"纏結交聯+生物礦化+快速凝膠"創新策略和思路，開發了一種全生物基納米纖維素粘合劑。首先，通過氧化和取代反應，利用微晶纖維素分別制備了醛功能化納米纖維素(DAC)和胺功能化納米纖維素(AC)。進一步，通過使用四乙氧基硅烷(TEOS)作為前驅體，通過溶膠-凝膠法在纖維素模板上誘導SiO2的原位生長和沉積，啟發于生物礦化構建了一個具有剛性骨架的纖維素框架(AC@SiO2)網絡結構。此外，通過DAC和AC@SiO2納米膠體溶液之間的"纏結交聯+快速凝膠"策略，在室溫下15秒內可快速凝膠形成具有層級結構的DAC/AC@SiO2納米纖維素凝膠材料。相關研究成果以“Cross-linked entanglement of aldehyde and amine-functionalized nanocellulose reinforced with biomineralization to produce an all-bio-based adhesive”為題發表在化工領域著名期刊Chemical Engineering Journal（一區，IF：16.744）上。論文的通訊作者為楊龍研究員、杜官本教授和冉鑫副研究員，第一作者為楊龍研究員課題組2020級碩士研究生倪科路同學。
圖1 纏結交聯、生物礦化及快速凝膠策略構建納米纖維素粘合劑示意圖。
圖2 官能化納米纖維素的合成及膠體分散體系制備。
圖3 官能化納米纖維素的表征。
圖4 生物礦化納米纖維素的制備表征。
圖5納米纖維素體系的纏結交聯與快速凝膠過程及其交聯網絡示意圖。
圖6納米纖維素纏結交聯與快速凝膠材料的表征。
圖7納米纖維素纏結交聯與快速凝膠材料的木材粘接性能
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894723016194
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（責任編輯：xu）
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