Overcoming Strength-Toughness Trade-off of Furandicarboxylic Acid–Based Polyester via Nanoconfined Crystallization

韧性 结晶 聚酯纤维 材料科学 机械强度 化学工程 高分子科学 复合材料 工程类
作者
Jiheng Ding,Hongran Zhao,Meng Wei,Hao Wang,Qinchao Chu,Wei Lü,Jin Zhu,Jinggang Wang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:19 (28): 26229-26238 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c09387
摘要

2,5-Furandicarboxylic acid (FDCA)-based polyesters are among the most promising materials for achieving sustainability and recyclability of plastics in the current era of the energy crisis. However, it is difficult to construct one single polyester with integrated high strength, toughness, and gas barrier properties. Inspired by the biomineralization process of nacre, herein we develop a nanoconfined crystallization strategy to manufacture innovative FDCA-based pseudo-mineralization polyester (denoted as PMP) that combines ultrahigh mechanical strength, toughness, and excellent barrier properties. Specifically, large-aspect-ratio boron nitride nanosheets (BNNSs) are used as a lamellar template to induce in situ growth and nanoconfined crystallization of polybutylene furandicarboxylate (PBF), leading to the delicate biomimetic multilayer structure that constricts PBF nanocrystals within the highly oriented BNNS layers. Such a rational material design establishes an ideal structural strengthening mechanism via the "in situ orientation-nanoconfined crystallization-multiple energy dissipation". As a result, ultrahigh mechanical strength (≈92 MPa) and toughness (≈105 MJ/m3) are achieved in one FDCA-based material system. Additionally, high gas barrier properties (e.g., O2 5×) are demonstrated owing to the high crystallinity and lamellar structure that hinder the infiltration of gas molecules. This work endows FDCA-based polyesters with integrated performance benefits and provides good possibilities for constructing high-performance biobased materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Owen应助hgzz采纳,获得10
刚刚
科目三应助小青龙采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
翟煜完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
tqs发布了新的文献求助10
2秒前
wilson发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
4秒前
研友_VZG7GZ应助强健的问芙采纳,获得10
4秒前
jay555发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
自觉千柔完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
小马甲应助tqs采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
kiki完成签到,获得积分10
9秒前
Nicey_W发布了新的文献求助10
9秒前
csq69完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
lpp发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6.1应助朝明采纳,获得10
10秒前
传奇3应助留胡子的书双采纳,获得10
11秒前
kiki发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
1024完成签到,获得积分10
13秒前
ding完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
15秒前
韩鲁光完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
李健应助中国大陆采纳,获得10
16秒前
16秒前
亚尔完成签到,获得积分10
17秒前
风枞完成签到 ,获得积分10
17秒前
热情奇异果完成签到,获得积分10
17秒前
顺子快乐完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6527971
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8321025
关于积分的说明 17812679
捐赠科研通 5629533
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2930469
邀请新用户注册赠送积分活动 1907196
关于科研通互助平台的介绍 1766611