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
- 华南理工大学陶劲松 CEJ: 性能类似芳纶纸的纤维素/PI高强耐热绝缘纸 2025-03-06
- 北海道大学龚剑萍教授《Nat. Mater.》: 断键触发凝胶快速自增强 2025-02-28
- 长春应化所崔冬梅教授团队 Macromolecules: 双核钪金属配合物催化合成兼具高强度和韧性的乙烯-苯乙烯多嵌段共聚物 2025-02-21
- 青科大沈勇/李志波团队 AFM:生物基β-甲基-δ-戊内酯与δ-戊内酯顺序开环共聚制备高韧性、可闭环回收的热塑性弹性体 2025-02-13
- 清华大学徐军课题组 Macromolecules:非均匀交联构建高刚度、高韧性的形状记忆自愈合材料 2024-12-01
- 南京林业大学黄超伯、熊燃华教授团队 AHM:实现伤口无缝合密封的快速止血和高韧性的生物粘附急救贴片 2024-11-15
- 齐鲁工大(山东省科学院)王振教授团队 AFM:木质素辅助合成石墨氮化碳在光、热协同催化下制备马来酸 2025-03-31