开发源于可再生资源的生物基材料是解决环境污染和缓解化石资源短缺的关键战略途径。生物基材料取代石油基材料并实现广泛应用,可减少温室气体排放,促进碳中和和可持续发展。目前,生物质化工的主流技术之一是将生物质转化为平台化学品,再合成材料。虽然这种方法易于实现对材料结构的精确控制,但产业链流程较长,成本较高。另一种途径是直接将生物质转化为材料,这种方法更具有经济性及能源效率优势,但在材料结构调控方面更具挑战性。
图1 PPeF的合成示意图及制备具有交联网络的LFPEe的过程
图2 LFPEe的力学性能及强化增韧机理
图3 LFPEe的光热性能、自愈合现象及形状记忆功能
得益于木质素自身优异的光热功能,以及动态键的自愈特性,LFPEe可实现光热自愈合,并具有优异的光热驱动形状记忆功能。此外,引入木质素还赋予LFPEe优异的紫外线屏蔽性能、良好的热稳定性以及抗老化能力。在简单的加热条件下还能实现溶剂循环回收。
作为一种高生物基含量、高性能的多功能材料,新型木质素基聚酯弹性体有望作为石油基弹性体的替代品,在生物可降解智能材料领域显示出重要的潜力。该工作成功打破了FDCA基聚酯力学性能对高分子量的依赖,实现了由低分子量FDCA聚酯低聚物制备高性能生物基聚酯弹性体。此外,该工作也为木质素在高性能生物基聚酯弹性体开发中的创新设计和增值利用提供了新思路。
相关成果以“Ultra-strong and Tough Bio-based Polyester Elastomer with Excellent Photothermal Shape Memory Effect and Degradation Performance”为题,近期发表在 Advanced Functional Materials上。论文第一作者为华南理工大学化学化工学院2021级硕士生孙丹婷,华南理工大学刘伟峰和广东工业大学邱学青为论文共同通讯作者。成果得到国家自然科学基金项目(22038004,22222805,22078116,U23A6005)、广东省重点研发计划项目(2020B1111380002)、广东省化学与精细化工实验室揭阳中心资助。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202403333
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