科学家生产绿色，光氧化抗性生物局部电影

在最近发表的《开放式杂志》上发表的文章中亚博网站下载研究人员讨论了由更环保并改善光氧化耐药性的生物聚合物制作的电影的发展。

学习：具有改善光氧化耐药性的基于生物友好的生物友好剂纳米复合膜。图片来源：Volodymyr Nik/Shutterstock.com

背景

由于其增强的纳米复合特性，环境友好性和性能，基于生物聚合物的纳米复合材料继续引起人们对作为最先进的可持续材料应用的兴趣。亚博网站下载对于许多不同的异质杂交系统的超分子体系结构，分层的双氢氧化物（LDH）被广泛用作载体。尽管可以通过将纳米燃料与聚合物和生物聚合物混合而产生高性能的微/纳米复合材料，但其中一些材料因纳亚博网站下载米颗粒而产生的氧化降解降低。yabo214

在特定情况下，其他纳米填料可能会加速生物聚合物矩阵以及某些聚合物的氧化分解。不幸的是，这个问题限制了纳米复合材料的广泛工业使用。

目前，科学文献中已经提出了两种不同的策略，以提高抗氧化剂和光稳定剂的稳定性，并防止稳定剂被卡在纳米陶瓷层之间。具体而言，这涉及通过物理吸附在另一表面上的纳米颗粒上固定化合物的固定化合物，以及通过化学耦合在颗粒和/或聚合物链上稳定分子的锚定。yabo214

纳米陶瓷的典型结构，即金属氢氧化物层和层间阴离子。图片来源：Morici，E等人，材料亚博网站下载

关于研究

在这项研究中，作者制定并表征了基于LDH的新型纳米复合材料，特别是聚酰胺11（PA11）。两个不同的阻碍胺部分，即HALS1和HALS2，锚定在LDH分层的内部结构和外表面上，因为LDH被认为是阻碍胺光稳定分子的载体。

广角X射线衍射（WAXD），热重研究和光谱法支持了LDH中HALS1和HALS2的发现。新型的LDH-HALS纳米填料通过熔体混合以5 wt。％％添加到PA11基质中。然后使用流变学，形态学和差扫描量热法检查所得的纳米复合材料。

该小组表明，LDH-HALS1/HALS2纳米填料被完美地传播到PA11矩阵中。暴露于紫外线B（UVB）的薄膜用于测试基于PA11的纳米复合膜的光氧化耐药性，并通过光谱分析跟踪分解过程。与基于PA11的纳米复合材料相比，具有未修饰的LDH和广泛的阻碍胺UV-stabilizer，测试了PA11/LDH-HALS1/HALS2的光氧化耐药性。

确定PA11纳米复合材料通过将阻碍的胺部分锚定在LDH上，成功地屏蔽了UVB暴露。这是由于可在关键区域起作用的阻碍胺光稳定分子，该分子在发生降解过程的无机和基质颗粒之间的接口处。yabo214

研究人员使用两个不同的阻碍胺光稳定剂作为LDH的载体，然后将所得的纳米填料掺入使用熔体混合物中的生物聚合物基质中。具有内置稳定功能的纳米填料的配方使得能够创建具有更好氧化能力的纳米复合膜。除了流变学和形态学分析外，还使用差异扫描量热法来描述合成的纳米复合材料。他们还暴露于加速的UVB暴露，以测试其光氧化耐药性。已经发现，将阻碍的胺部分锚定在LDH上有效保护纳米复合材料免受UVB暴露。

FTIR光谱（一种）LDH-HALS1和（b）LDH-HALS2与LDH-NO的光谱相比_3。。图片来源：Morici，E等人，材料亚博网站下载

观察

由于存在γ-晶形式，纯PA11在约180°C左右表现出肩膀，在约186.4°C下的主要融合峰。当存在LDH时，在180°C左右的肩膀更为明显，这表明PA11γ-晶体形式的增加。与纯PA11的熔化温度相比，由于LDH的存在，TM1和TM2的略低，并且由于存在各种LDH-HALS，结果略好。与在相同暴露持续时间清洁的PA11相比，PA11中的LDH添加显着将峰值提高到1715 cm^-1。

由于陶瓷层架构，基于PA11的样品包含LDH-NO₃LDH/HALS表现出两个明确定义的峰，一个宽峰在7°左右，在2θ= 1.5-12°范围内约为11.2°。LDH-HALS1和LDH-HALS2均表现出三阶段的分解过程，第一步发生在100至150°C之间，第二步出现在180至250°C之间，原因是HALS1和HALS2分子的热分解，而第三个则是在180和250°C之间。由于金属氢氧化物层的脱羟基化和不变的硝酸盐离子的损失，在250至700°C之间。

结果表明，商业HAL的存在是积极的影响，而商业HAL的存在是自由添加的，甚至来自锚定的HALS。当存在于无机颗粒与宿主矩阵之间或降解部位之间的界面时，束缚在LDH上的HALS分子对增强生物聚合物yabo214基纳米复合材料的光氧化耐药性的阳性有明显的明显阳性影响。

SEM图像以不同的重大图像（一种）PA11/LDH-NO3，（b）PA11/LDH-HALS1，（C）PA11/LDH-HALS2和（d）PA11/LDH-HALS_添加。图片来源：Morici，E等人，材料亚博网站下载

结论

总之，这项研究创造了具有LDH-HALS1和LDH-HALS2稳定化的创新，环保，基于生物聚合物的纳米复合膜。基于WAXD，FTIR和TGA研究，建立了LDH-HALS2和LDH-HALS1的有效配方。熔体混合用于基于PA11和未修饰的LDH创建纳米复合材料，然后使用流变，形态学和差异扫描量热法检查对其进行检查。创建了基于PA11的样本，该样本还创建了自由添加的商业HAL和LDH的样本以进行比较。

作者提到LDH/HALS2和LDH/HALS1非常有效地扩散并分散在PA11矩阵中。与含有LDH和LDH/HALSADD的纳米复合材料相比，观察到基于PA11的纳米复合材料的光氧化耐药性，包括新型LDH-HALS1和LDH-HALS2。

参考

莫里奇（E.等。具有改善光氧化耐药性的基于生物友好的生物友好剂纳米复合膜。亚博网站下载材料，15（16），5778（2022）。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/16/5778

免责声明：此处表达的观点是以其私人身份表达的作者的观点，不一定代表AZOM.com的观点有限的T/A Azonetwork本网站的所有者和运营商。此免责声明构成了条款和条件使用此网站。