羧甲基纤维素与石墨烯填充聚丙烯复合材料的开发：天然填料与纳米填料的协同作用

《ChemistrySelect》：Development of Carboxymethyl Cellulose and Graphene Filled Polypropylene Composites: Hybridization of Natural and Nanofillers

本研究探究了马来酸酐相容剂增强的聚丙烯（PP）基复合材料中纤维素钠（CMC）与石墨烯（Gr）复合填充体系的性能。通过物理、结构、热力学及力学性能测试，发现复合材料密度和硬度略有提升，结晶行为增强，热稳定性和结晶度提高，力学性能随填充量增加而改善。该体系在多功能和可持续工程应用中具有潜力。

　　

摘要

由于聚合物复合材料具有优异的性能和广泛的应用潜力，它们在材料工程中变得越来越重要。本研究探讨了用羧甲基纤维素（CMC）这种天然添加剂以及石墨烯（Gr）这种纳米添加剂增强聚丙烯（PP）性能的效果。虽然CMC具有轻质和可生物降解等优点，但石墨烯的主要目标是提高复合材料的机械性能和热性能。使用马来酸酐作为相容剂可以改善填料与基体之间的相容性。对注塑成型复合材料的物理、结构、热性能、机械性能和形态学特性进行分析后发现，其密度和硬度略有增加，同时结晶行为、热稳定性和结晶度也得到了提升。随着填料含量的增加，材料的拉伸和弯曲性能总体上有所改善，微观结构分析证实了填料在基体中的良好分布和高程度相互作用。总体而言，将CMC/Gr填料结合到PP基体中的混合结构被认为是多功能和可持续工程应用的一种有前景的替代方案。

图形摘要

本研究使用相容剂对聚丙烯（PP）进行了羧甲基纤维素（CMC）和石墨烯（Gr）的增强处理。所得到的混合复合材料表现出优异的性能，包括密度和硬度的轻微增加、热稳定性的提升以及更好的机械性能。这表明该材料是多功能和可持续工程应用的一个有前途的替代方案。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。