Sustainability in material science

Sustainability in material science and specifically in polymers and
composites is defined not only by the choice of renewable or environmentally-friendly
resources for their manufacture, but also by
the development of mild chemical processes that avoid
the utilization and production of hazardous substances and thus
minimize their environmental impact. This approach, well-known
as green chemistry, should be therefore implemented in each step
of the manufacturing process for biopolymer and biocomposite
materials, including their synthesis and modification. Green chemistry
philosophy involves the utilization of benign solvents (aqueous
and ionic media or supercritical fluids) in chemical reactions, the
minimization and/or use of alternative energy sources in chemical
transformations, and the use of non-hazardous catalytic systems
[41]. In polymer chemistry, these concepts have been introduced and
applied in the recent years to the synthesis of tailored (bio)polymers,
by using renewable materials, by employing enzymes and bacteria
for polymer synthesis, by recycling and/or removal of metal
catalysts, and by performing synthetic reactions in aqueous or ionic
media [42e44]. For biocomposite design, modification of the reinforcements
and/or the matrixes constitutes an important step in
improving the interfacial adhesion between the components, thus
enhancing macroscopic properties such as mechanical properties,
barrier properties, and resistance towards moisture absorption.
In particular, surface fibre modifications are usually performed by
chemical means, such as dewaxing, alkali treatment, graft copolymerization,
silane treatment, etherification, acetylation, peroxide
treatment, or grafting with coupling agents (isocyanates, anhydrides)
[28,45]. Some of the compounds employed in such modifi-
cations are hazardous, which compromises the sustainability of the
manufacturing processes; further work should therefore be devoted
to exploring green chemistry processes for the surface modification
of the reinforcements in biocomposites. An interesting approach to
improving the matrix/fibre interfacial adhesion in PLLA/natural
fibre biocomposites was developed by treating the matrix with
polydopamine, a new compatibilizer inspired by the adhesive
capacity of mussels [46]. Photo-crosslinking with UV radiation of
starch dispersions with cellulose microcrystals using glycerol as
plasticizer was found to enhance the mechanical properties and
water resistance of the resulting biocomposites

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ความยั่งยืน ในวัสดุศาสตร์ และโดยเฉพาะ ในโพลิเมอร์ และคอมโพสิตจะถูกกำหนด โดยเลือกมิตร หรือทดแทนไม่เพียงแต่ทรัพยากร การผลิตของพวกเขา แต่ยังการพัฒนากระบวนการทางเคมีไม่รุนแรงที่หลีกเลี่ยงการใช้ประโยชน์และผลิตสารพิษและลดผลกระทบสิ่งแวดล้อมของพวกเขา วิธีการนี้ รู้จักเป็นเคมีสีเขียว จึงดำเนินการในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการผลิต biopolymer และ biocompositeวัสดุ รวมถึงการสังเคราะห์และปรับเปลี่ยน เคมีสีเขียวปรัชญาเกี่ยวข้องกับการใช้ประโยชน์ของอ่อนโยนหรือสารทำละลายที่ (อควีและ ionic สื่อหรือของเหลว supercritical) ในปฏิกิริยาเคมี การลดภาระหรือใช้แหล่งพลังงานทางเลือกในเคมีแปลง และการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาระบบไม่เป็นอันตราย[41] มีการนำพอลิเมอร์เคมี แนวคิดเหล่านี้ และในปีล่าสุดกับการสังเคราะห์โพลิเมอร์และปรับ (ชีวภาพ)โดยใช้วัสดุทดแทน โดยใช้เอนไซม์และแบคทีเรียการสังเคราะห์พอลิเมอร์ โดยการรีไซเคิลหรือกำจัดโลหะสิ่งที่ส่งเสริม และ โดยการสังเคราะห์ปฏิกิริยาในอควี หรือ ionicสื่อ [42e44] Biocomposite ออกแบบ ปรับเปลี่ยนเพิ่มกำลังการหรือ matrixes การถือขั้นตอนสำคัญในปรับปรุงการยึดติดระหว่างส่วนประกอบ interfacial ดังนั้นเพิ่มคุณสมบัติ macroscopic เช่นคุณสมบัติทางกลคุณสมบัติอุปสรรค และความต้านทานต่อการดูดซึมความชื้นโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปรับเปลี่ยนพื้นผิวเส้นใยมักจะดำเนินการโดยหมายถึงสารเคมี dewaxing รักษาด่าง รับสินบน copolymerizationรักษา silane, etherification, acetylation เปอร์ออกไซด์รักษา หรือ grafting มีตัวแทน (isocyanates, anhydrides)[28,45] ของสารประกอบจ้าง modifi เช่น-เป็นของหายากเป็นอันตราย ซึ่งลดระดับในเรื่องความยั่งยืนของการกระบวนการผลิต ดังนั้นควรจะทุ่มเททำงานต่อไปการสำรวจกระบวนการเคมีสีเขียวสำหรับการแก้ไขพื้นผิวของเพิ่มกำลังใน biocomposites วิธีน่าสนใจปรับปรุงการยึดเกาะเส้นใย/เมตริกซ์ interfacial ใน PLLA/ธรรมชาติเส้นใย biocomposites ได้รับการพัฒนา โดยรักษาเมทริกซ์กับpolydopamine, compatibilizer ใหม่กาวที่บันดาลความจุของภู่ [46] ภาพถ่าย-crosslinking กับรังสีของแป้ง dispersions กับ microcrystals เซลลูโลสโดยใช้กลีเซอรเป็นพบกระด้างไนลเพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกล และต้านทานน้ำของ biocomposites ได้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การพัฒนาอย่างยั่งยืนในวัสดุศาสตร์และโดยเฉพาะในโพลิเมอร์และ
คอมโพสิตที่มีการกำหนดโดยไม่เพียง แต่ทางเลือกของพลังงานทดแทนหรือเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
ทรัพยากรสำหรับการผลิตของพวกเขา แต่ยังโดยการ
พัฒนากระบวนการทางเคมีที่ไม่รุนแรงที่หลีกเลี่ยง
การใช้ประโยชน์และการผลิตสารที่เป็นอันตรายและทำให้
ลดการของพวกเขา ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม วิธีการนี้ที่รู้จักกันดี
ในฐานะเคมีสีเขียวควรจะดำเนินการดังนั้นในแต่ละขั้นตอน
ของกระบวนการผลิตไบโอพลาสติกสำหรับ biocomposite และ
วัสดุรวมทั้งการสังเคราะห์และการเปลี่ยนแปลงของพวกเขา เคมีสีเขียว
ปรัชญาที่เกี่ยวข้องกับการใช้ประโยชน์จากตัวทำละลายที่เป็นพิษเป็นภัย (น้ำ
สื่อและอิออนหรือของเหลว supercritical) ในปฏิกิริยาเคมี,
ลดและ / หรือการใช้แหล่งพลังงานทางเลือกในทางเคมี
แปลงและการใช้งานของระบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่เป็นอันตราย
[41] ในเคมีโพลิเมอร์แนวคิดเหล่านี้ได้รับการแนะนำและ
นำมาใช้ในปีที่ผ่านมาในการสังเคราะห์ที่เหมาะ (ชีวภาพ) โพลิเมอร์
โดยใช้วัสดุทดแทนโดยการใช้เอนไซม์และแบคทีเรีย
สำหรับการสังเคราะห์พอลิเมอโดยการรีไซเคิลและ / หรือการกำจัดของโลหะ
ตัวเร่งปฏิกิริยาและ โดยการดำเนินการเกิดปฏิกิริยาสังเคราะห์ในน้ำหรือไอออนิก
สื่อ [42e44] สำหรับการออกแบบ biocomposite การเปลี่ยนแปลงของการเพิ่มกำลัง
และ / หรือ matrixes ถือว่าเป็นขั้นตอนที่สำคัญใน
การปรับปรุงการยึดติดระหว่างองค์ประกอบที่ทำให้
การเพิ่มคุณสมบัติเปล่าเช่นคุณสมบัติทางกล
คุณสมบัติอุปสรรคและความต้านทานต่อการดูดซึมความชื้น.
โดยเฉพาะอย่างยิ่งการปรับเปลี่ยนพื้นผิวเส้นใย จะดำเนินการโดยปกติ
หมายถึงสารเคมีเช่น dewaxing รักษาด่าง copolymerization สินบน,
การรักษาไซเลน, อีเทอร์ริฟิเค, acetylation เปอร์ออกไซด์
การรักษาหรือการปลูกถ่ายอวัยวะเพศสัมพันธ์กับตัวแทน (isocyanates, anhydrides)
[28,45] บางส่วนของสารที่ใช้ใน modifi- เช่น
ไพเพอร์เป็นอันตรายซึ่งบั่นทอนความยั่งยืนของ
กระบวนการผลิต; การทำงานต่อไปดังนั้นจึงควรได้รับการอุทิศ
เพื่อการสำรวจกระบวนการเคมีสีเขียวสำหรับการปรับเปลี่ยนพื้นผิว
ของการเพิ่มกำลังในคอมพอสิตชีวภาพ วิธีการที่น่าสนใจที่จะ
ปรับปรุงเมทริกซ์ / เส้นใยยึดติดใน PLLA / ธรรมชาติ
คอมพอสิตชีวภาพเส้นใยได้รับการพัฒนาโดยการรักษาเมทริกซ์ที่มี
polydopamine, เข้ากันได้ใหม่แรงบันดาลใจจากกาว
ความจุของหอยแมลงภู่ [46] Photo-เชื่อมขวางด้วยรังสียูวีของ
dispersions แป้งกับ microcrystals เซลลูโลสโดยใช้กลีเซอรอลเป็น
พลาสติถูกพบเพื่อเพิ่มสมบัติเชิงกลและ
ความต้านทานต่อน้ำของคอมพอสิตชีวภาพที่เกิดขึ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความยั่งยืนในวิทยาศาสตร์วัสดุและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในพอลิเมอร์คอมโพสิตและ
กำหนดไม่เพียง แต่โดยทางเลือกของพลังงานทดแทน หรือเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
ทรัพยากรสำหรับการผลิตของพวกเขา แต่ยังไม่รุนแรง โดย
การพัฒนากระบวนการทางเคมีที่หลีกเลี่ยงการใช้และการผลิต

สารอันตราย และดังนั้นจึง ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม . วิธีการนี้รู้จักกันดี
เป็นเคมีสีเขียวควรดังนั้นการใช้งานในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการผลิตแบบ

และวัสดุ biocomposite รวมทั้งการสังเคราะห์และการปรับเปลี่ยน ปรัชญาเคมี
สีเขียวเกี่ยวข้องกับการใช้อ่อนโยนตัวทำละลาย ( น้ำและของเหลวไอออนหรือสื่อ
-
) ในปฏิกิริยาทางเคมี , การลดและ / หรือใช้แหล่งพลังงานทางเลือกในเคมี
แปลงและการใช้ระบบไอเสียไม่มีอันตราย
[ 41 ] ในเคมีโพลิเมอร์ แนวคิดเหล่านี้ได้รับการแนะนำและ
ประยุกต์ในปีล่าสุดเพื่อการสังเคราะห์นอ ( BIO ) โพลิเมอร์
โดยใช้วัสดุทดแทน โดยการใช้เอนไซม์และแบคทีเรีย
สำหรับการสังเคราะห์พอลิเมอร์ โดยการรีไซเคิลและ / หรือการกำจัดของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ
และแสดงปฏิกิริยาในสารละลายสังเคราะห์หรือไอออน
สื่อ [ 42e44 ]สำหรับการออกแบบ biocomposite ปรับเปลี่ยนของกำลังเสริม
และ / หรือ matrixes ถือเป็นขั้นตอนที่สำคัญในการปรับปรุงการยึดติดระหว่าง

ระหว่างส่วนประกอบ จึงเพิ่มคุณสมบัติที่มองเห็นด้วยตาเปล่า เช่น สมบัติเชิงกล และสมบัติการต้านทานต่อ
กั้นการดูดซึมความชื้น .
โดยเฉพาะการปรับเปลี่ยนพื้นผิวเส้นใยมักจะดำเนินการโดย
เคมีหมายถึงเช่น dewaxing ด่างรักษา โคพอลิเมอร์
อีเทอริฟิเคชัน , การรักษา , การรักษา , อะซิทิเลชันไซเปอร์ออกไซด์ ,
หรือต่อกิ่งกับตัวแทน coupling ( ไอโซไซยาเนตบุญวาสนา , )
[ 28,45 ] บางอย่างของสารประกอบที่ใช้ในโมดิฟาย -
ทำให้เป็นอันตราย ซึ่งบั่นทอนความยั่งยืนของกระบวนการ
ผลิต งาน ดังนั้นจึงควรอุทิศ
เพื่อสำรวจกระบวนการเคมีสีเขียวสำหรับการปรับผิว
ของกำลังเสริมใน biocomposites . เป็นวิธีที่น่าสนใจที่จะ
การปรับปรุงเมทริกซ์ / ไฟเบอร์ ( เส้นใยธรรมชาติในการ plla /
biocomposites ได้รับการพัฒนาโดยรักษาเมทริกซ์ด้วย
polydopamine , ใหม่ต่อจากกาว
ความจุของหอยแมลงภู่ [ 46 ] รูปถ่ายทำปฏิกิริยากับรังสี UV ของ
แป้งเซลลูโลส microcrystals ความแข็งโดยใช้กลีเซอรอล เป็นสารพลาสติไซเซอร์
พบเพื่อเพิ่มสมบัติทางกลและความต้านทานของน้ำที่เกิด biocomposites