Abstrakti
The incorporation of pyrolyzed biomass, i.e., biochar, in polymers can be viewed as a sustainable approach that reduces bio-waste in a smart way. Herein, various biochar concentrations were integrated into the biobased polyamide 11 (PA11) matrix via in situ polymerization. Scanning electron microscopy (SEM) micrographs demonstrated the homogeneous dispersion of up to 50 wt% biochar within the PA11 matrix, free from any phase separation, particle agglomeration, or crack formation. Consequently, there was a remarkable enhancement in mechanical and thermal properties. Notably, tensile strength and modulus increased by 35% and 72%, respectively, while the thermal decomposition process was significantly delayed with the incorporation of biochar particles. Furthermore, the viscoelastic performance of the PA11 matrix exhibited substantial improvement upon the addition of the filler particles. These impressive results verified the excellent interfacial compatibility achieved between the PA11 matrix and biochar, owing to the utilization of in situ polymerization. To demonstrate the potential application of these composites in additive manufacturing, a filament with a uniform diameter was fabricated from a composite comprising 50 wt% biochar. It was successfully employed in material extrusion to print a complex object. The resulting structure exhibited high shape fidelity, precise dimensions, and no noticeable defects. This groundbreaking strategy not only highlights the utilization of biochar as a sustainable filler but also underscores the efficacy of in situ polymerization in fabricating high-performance PA11/biochar composites for various demanding applications, including filament production for additive manufacturing.
| Alkuperäiskieli | Englanti |
|---|---|
| Artikkeli | 103869 |
| Sivumäärä | 11 |
| Julkaisu | Additive Manufacturing |
| Vuosikerta | 78 |
| DOI - pysyväislinkit | |
| Tila | Julkaistu - 25 syysk. 2023 |
| OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Rahoitus
The authors would like to acknowledge the funding of the Academy of Finland : No. 327248 (ValueBiomat) and No. 327865 (Bioeconomy).
YK:n kestävän kehityksen tavoitteet
Tämä tuotos edistää seuraavia kestävän kehityksen tavoitteita:
-
SDG 6 – Puhdas vesi ja puhtaanapito
-
SDG 9 – Teollisuus, innovaatiot ja infrastruktuuri
-
SDG 12 – Vastuullinen kulutus ja tuotanto
-
SDG 15 – Maanpäällinen elämä
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Innovative integration of pyrolyzed biomass into polyamide 11: Sustainable advancements through in situ polymerization for enhanced mechanical, thermal, and additive manufacturing properties'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Projektit
- 2 Päättynyt
-
BIOECONOMY: BIOECONOMY Alliance for excellence in sustainable biomass refining
Seppälä, J. (Vastuullinen johtaja) & Sixta, H. (Co-PI)
01/01/2020 → 31/12/2023
Projekti: RCF Research Infrastructure
-
VALUEBIOMAT: Bio-öljyihin perustuvat polymeerikomposiitit; arvoketju synteesistä digitaaliseen valmistukseen
Seppälä, J. (Vastuullinen johtaja), Baniasadi, H. (Projektin jäsen), Äkräs, L. (Projektin jäsen), Ranta, A. (Projektin jäsen), van Bochove, B. (Projektin jäsen), Madani, M. (Projektin jäsen), Dienel, K. (Projektin jäsen), Teotia, A. (Projektin jäsen), Muukka, S. (Projektin jäsen), Revitzer, H. (Projektin jäsen), Borandeh, S. (Projektin jäsen) & Farzan, A. (Projektin jäsen)
01/06/2019 → 28/02/2023
Projekti: Academy of Finland: Strategic research funding
Lehtileikkeet
-
Researchers from Aalto University Report Recent Findings in Sustainability Research (Innovative Integration of Pyrolyzed Biomass Into Polyamide 11: Sustainable Advancements Through In Situ Polymerization for Enhanced Mechanical, Thermal, and ...)
22/02/2024
1 kohde/ Medianäkyvyys
Lehdistö/media: Esiintyminen mediassa
Siteeraa tätä
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver