科研进展·圣路易斯华盛顿大学研究木质素 开发下一代碳纤维
据外媒报道,圣路易斯华盛顿大学(Washington University in St. Louis)在对木质素进行研究,或将生产出更轻、更坚固的碳纤维材料和更坚固的塑料,且对环境影响较小。木质素是一种对多数植物都必不可少的化合物,但在工业领域,却被认为是废品。开启木质素潜力的关键是通过化学方法改变其部分特性。圣路易斯华盛顿大学圣路易斯麦凯维工程学院(St. Louis' McKelvey School of Engineering)的能源、环境与化学工程系教授兼系主任Joshua Yuan的团队设计出了高分子量酯化连接木质素(HiMWELL)。研究人员称,通过与聚丙烯腈(PAN)相结合,新设计的HiMWELL木质素可以成为更好碳纤维的前体,可用于开发具有更好性能的可回收塑料。基于此前的工作,Yuan确定在方程式中加入木质素存在多个障碍:木质素的化学结构和分子量都不均匀,因此难以与其他聚合物结合;具有大量OH基团。这种基团是氧和氢的反应性配对,可以吸收水,但并不适用于制造像碳纤维等刚性材料。通过发现化学改变上述特性的技术,Yuan称其团队打造出一种非常独特的木质素。当与PAN结合使用时,基于HiMWELL的碳纤维具有创纪录的拉伸强度,并且显示出比标准碳纤维更好的机械性能。当它被添加到可回收聚合物混合物中时,HiMWELL改善了机械性能并提高了紫外线防护。Yuan称:“我们终于发现了将木质素用于碳纤维的技术路径,也许未来我们可以将这种废物应用于汽车外壳。” 来源:盖世汽车
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