Moldable Material from ε-Poly-l-lysine and Lignosulfonate: Mechanical and Self-Healing Properties of a Bio-Based Polyelectrolyte Complex
Moldable Material from ε-Poly-l-lysine and Lignosulfonate: Mechanical and Self-Healing Properties of a Bio-Based Polyelectrolyte Complex
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由ε-聚-L-赖氨酸和木质素磺酸盐制成的可模压材料：生物基聚电解质复合物的机械和自修复性能
DOI：
10.1021/acsomega.9b00968
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
4.1
通讯作者：
Fukuoka Tokuma
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ushimaru Kazunori;Hamano Yoshimitsu;Morita Tomotake;Fukuoka Tokuma
以天然阳离子聚电解质ε-聚-L-赖氨酸(ε-PL)为原料，与两种研究用木质素磺酸盐(L-SO3Na)和市售精制木质素磺酸盐(PELLEX NP)混合，制备了一种可模塑材料。通过改变木质素磺酸盐的种类和组成，得到的ε-PL/木质素磺酸盐复合体具有从刚性形式(如聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯)到软弹性体形式(如硅胶)的调节能力。复合材料的最大韧性(8.4MJ/m~3)优于ε-PL或木质素磺酸盐衍生的聚电解质复合物。此外，由于ε-PL/木质素磺酸盐复合体中存在许多可逆的离子键，因此具有自愈合性能。这种新型络合物的制备过程简单，只需将聚电解质的水溶液混合和干燥，而不需要任何额外的试剂(有机溶剂、缩合试剂和交联剂)。因此，鉴于ε-PL/木质素磺酸盐复合体的诸多优点和良好的生物降解性，有望成为一种可持续发展的结构材料。
A moldable material from a natural cationic polyelectrolyte, ε-poly-l-lysine (ε-PL), was prepared by mixing with two lignosulfonates a reagent for research (L-SO3Na) and a commercially available purified lignosulfonate (Pearllex NP). The obtained ε-PL/lignosulfonate complexes demonstrated the ability to be tuned from a rigid form, such as polystyrene or poly(methyl methacrylate), to a soft elastomer form such as silicone by varying the lignosulfonate species and composition. The maximum toughness of the complex (8.4 MJ/m3) was superior to that of ε-PL or lignosulfonate-derived polyelectrolyte complexes. In addition, the ε-PL/lignosulfonate complex showed self-healing properties due to the many reversible ionic bonds in the complex. The preparation process for the novel complex was simple, involving the mixing and drying of an aqueous solution of the polyelectrolyte without any extra reagents (organic solvents, condensation reagents, and cross-linker). Thus, given these many advantages and the excellent biodegradability of the components, the ε-PL/lignosulfonate complex is expected to be useful as a sustainable structural material.
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DOI：
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相田 卓三
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通讯作者：
Kazunori Ushimaru;Tomotake Morita;T. Fukuoka
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