A comprehensive investigation on modified cellulose nanocrystals and their films properties

高碘酸盐 极限抗拉强度 热稳定性 化学工程 纳米晶 纤维素 材料科学 表面改性 硅烷 胶体 化学 复合材料 有机化学 纳米技术 工程类
作者
Nassima El Miri,Ellinor B. Heggset,Sara Wallstén,Anna Svedberg,Kristin Syverud,Magnus Norgren
出处
期刊:International Journal of Biological Macromolecules [Elsevier BV]
卷期号:219: 998-1008 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2022.08.057
摘要

In this work, we aimed to tune cellulose nanocrystals (CNCs) properties by introducing different functional groups (aldehyde, carboxyl, silane, and ammonium groups) on the surface through different chemical modifications. These functional groups were obtained by combining: the periodate oxidation with TEMPO-oxidation, aminosylation or cationization. CNCs produced and their films were characterized to elucidate their performances. The results showed that the properties of obtained CNCs varied depending on the grafted functionalities on the surface. The results reveal that after each modification a colloidal stability is preserved. Interestingly, Periodate oxidation of cellulose nanocrystals results in film components that interact through intra- and intermolecular hemiacetals and lead to films with a tensile strength of 116 MPa compared to the pristine CNCs, in contrast the subsequent modifications led to lower tensile strength. Of note, remarkable thermal stability has been achieved after modifications reaching a maximum of 280 °C. The oxygen barrier properties of the films after modifications varied between 0.48 and 0.54 cm3μm/(m2d*kPa) at 50 % RH.
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