Molecular engineering of nanocellulose-poly(lactic acid) bio-nanocomposite interface by reactive surface grafting from copolymerization
Julkaisuvuosi
2025
Tekijät
Gaoyuan Ye; Qiwen Yong; Liqiu Hu; Emil Rosqvist; Jouko Peltonen; Yingcheng Hu; Wenyang Xu; Chunlin Xu
Abstrakti:
Poly(lactic acid) (PLA) is a widely reusable polymer, but its practical applications are greatly constrained by low toughness and poor crystallinity. In this study, the modified cellulose nanocrystal (CNC) was designed as a reinforcement through surface copolymerization of caprolactone (CL) and allyl caprolactone (ACL) to enhance the properties of PLA. The surface molecular engineering of reactive core-shell nanofillers (allyl polycaprolactone-grafted CNC, or CNC-g-APCL) effectively improved the interfacial compatibility between PLA and CNC through a straightforward in situ reactive extrusion process. The presence of elastic polycaprolactone (PCL) and allyl polycaprolactone (APCL) rendered good energy dissipation as evidenced by the improved toughness and elongation at break of the PLA/CNC hybrid composites. More importantly, the integrated CNC composite presented an extremely high crystallinity of 45.1%, which is top-ranking among all reported studies on PLA/CNC nanocomposites. In summary, this research introduces an innovative method for designing nanocomposites with improved interfacial compatibility between the matrix and components by grafting copolymerization and reactive extrusion, providing a universal solution to the mechanical and crystalline deficiencies often observed in biodegradable polymers.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Volyymi
306
Numero
Part 1
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Materiaalitekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object]
Tunnistettu aihe
[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.ijbiomac.2025.141371
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä