Tough poly(ethylene glycol)-sized bacterial cellulose sheet for high impact strength laminated acrylic composites
Tough poly(ethylene glycol)-sized bacterial cellulose sheet for high impact strength laminated acrylic composites
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用于高冲击强度层压丙烯酸复合材料的坚韧聚乙二醇尺寸细菌纤维素片
DOI：
10.1016/j.compositesa.2022.106845
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Herrera N
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Herrera N
细菌纤维素（BC）纳米纤丝的干燥和良好固结的片材是具有高模量和强度但也是脆性的材料结构，这限制了其在各种先进复合材料应用中的潜力。在这里，我们报告了一种简单的方法，通过用聚（乙二醇）（PEG）调整BC纳米纤丝的大小来增强BC片材的韧性。这阻碍了纤维间角质化并促进了大规模BC纳米纤维在变形时的脱粘、滑移和重新取向。与纯BC片材相比，PEG施胶的BC片材显示出高的断裂拉伸应变和断裂功。PEG尺寸的BC增强层压丙烯酸复合材料实现了高达26 kJ m−2的平摆夏比冲击强度。这比纯冲击改性丙烯酸的冲击强度仅12 kJ m-2显著提高，特别是当实现这种根本性改进所需的BC负载仅为0.2 wt-%时。我们的研究开辟了新的范例，在使用低BC负载，以实现适合高价值的复合应用程序的性能改进。
Dried and well-consolidated sheet of bacterial cellulose (BC) nanofibrils is a material structure that possesses high modulus and strength but is also brittle, which limits its potential in various advanced composite applications. Here, we report a simple method of enhancing the toughness of BC sheet by sizing the BC nanofibrils with poly(ethylene glycol) (PEG). This hinders interfibril hornification and facilitates large-scale BC nanofibril debonding, slippage and reorientation upon deformation. The PEG-sized BC sheets show high tensile strain-at-failure and work of fracture compared to neat BC sheet. PEG-sized BC reinforced laminated acrylic composites achieve a flatwise Charpy impact strength of up to 26 kJ m−2. This is a remarkable increase over the impact strength of neat impact-modified acrylic of only 12 kJ m−2, especially when the BC loading required to achieve this radical improvement is only 0.2 wt-%. Our study opens new paradigm in using low BC loading to achieve performance improvements suitable for high value composite applications.
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影响因子：
9.5
作者：
F. Quero;M. Nogi;H. Yano;K. Abdulsalami;S. Holmes;B. Sakakini;S. Eichhorn
通讯作者：
F. Quero;M. Nogi;H. Yano;K. Abdulsalami;S. Holmes;B. Sakakini;S. Eichhorn
DOI：
--
发表时间：
1965
期刊：
影响因子：
--
作者：
D. Page
通讯作者：
D. Page
影响因子：
4.1
作者：
Santmarti, Alba;Teh, Jia Wei;Lee, Koon-Yang
通讯作者：
Lee, Koon-Yang
DOI：
10.1016/j.compositesa.2017.12.025
发表时间：
2018-04-01
影响因子：
8.7
作者：
Hervy, Martin;Blaker, Jonny J.;Lee, Koon-Yang
通讯作者：
Lee, Koon-Yang
工业气升式细菌纤维素发酵过程的过程建模和技术经济评估
DOI：
--
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
作者：
F. Dourado;A. Fontão;Marta Leal;A. Rodrigues;M. Gama
通讯作者：
M. Gama