Role of lignin on microstructure, mechanical properties and flame retardancy of nanocellulose-based composite hydrogels

纳米纤维素 自愈水凝胶 微观结构 木质素 复合数 材料科学 复合材料 化学工程 纤维素 高分子科学 化学 高分子化学 有机化学 工程类
作者
Aydın ÖZKAN,Esma Mıhlayanlar,Emine Ayşe Turhan,Ebru Sarıoğlu,Paul Berlu,Elif Kaynak,Erkan Şenses
出处
期刊:International Journal of Biological Macromolecules [Elsevier BV]
卷期号:311 (Pt 3): 144007-144007 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2025.144007
摘要

Flame-retardant composite hydrogels provide significant advantages over conventional fire suppressants due to their high water retention, char-forming ability, and mechanical adaptability. However, the current formulations mostly rely on synthetic polymers or nanoparticles which restricts their large-scale application and reduces sustainability. In this work, we developed lignin-incorporated dynamically crosslinked cellulose nanocrystal (CNC) hydrogels and systematically investigated the interrelation between microstructure, rheological behavior, thermal properties, and flame-retardant performance. The incorporation of lignin at moderate concentrations enhanced hydrogen bonding, resulting in a denser and more homogeneous hydrogel network with reduced mesh size. The resulting elastic network enhanced water retention during burning, promoting flame retardancy via substrate cooling and fuel dilution effects. Additionally, lignin facilitated the formation of a compact glassy char layer, effectively serving as a heat and oxygen barrier. Thermal decomposition of dried CNC films resulted in 8.6 % residue at 700 °C, whereas CNC-lignin-borax composites exhibited a significant increase in char yield, reaching 70.5 %. The optimal lignin composition extended burn-through time of wood to 12 min-71 % and 33 % longer than uncoated and neat CNC samples. Our findings highlight the potential of CNC-borax-lignin hydrogels as biorenewable environmentally friendly coatings with superior flame-retardant properties, offering a sustainable approach to fire prevention in wood-based 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
刚刚
陌小千完成签到 ,获得积分0
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
科研通AI6.3应助张丽妍采纳,获得30
3秒前
heizbimawan完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
suzhenyue发布了新的文献求助10
4秒前
醉月完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
雪媚娘发布了新的文献求助10
7秒前
瘦瘦的乌冬面完成签到 ,获得积分10
7秒前
廖道罡完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
幸福胡萝卜完成签到,获得积分10
9秒前
liu发布了新的文献求助10
9秒前
隐形曼青应助谢谢采纳,获得10
9秒前
9秒前
张小白完成签到,获得积分20
10秒前
yyn完成签到,获得积分10
10秒前
Matberry完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
爱听歌绿竹完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
元宝团子完成签到 ,获得积分10
12秒前
南吕十八发布了新的文献求助30
12秒前
科研通AI6.4应助max采纳,获得10
13秒前
吴昊完成签到 ,获得积分10
13秒前
shann完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
风雨晴鸿完成签到 ,获得积分10
14秒前
科研通AI6.2应助喔喔采纳,获得10
14秒前
张小白发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
LYJ关闭了LYJ文献求助
14秒前
15秒前
徐丹完成签到,获得积分10
15秒前
木又权发布了新的文献求助10
15秒前
16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
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 5000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 1000
The Psychological Quest for Meaning 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6326316
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8143191
关于积分的说明 17073869
捐赠科研通 5380091
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2854277
邀请新用户注册赠送积分活动 1831910
关于科研通互助平台的介绍 1683204