马尾藻基纳米纤维素的制备及防火结构材料的构筑

纤维素作为自然界中最丰富的天然可降解聚合物，主要以纤维素纳米纤维的形式存在于自然界中。由于纤维素纳米纤维具有高强度、高杨氏模量和低热膨胀系数等优异的物理化学性能，使其在高性能结构材料领域得到了广泛研究和应用。然而，纤维素的易燃性限制了其在许多场景中的实际应用，因此提高纤维素基结构材料的阻燃性能已成为研究重点。本研究中，我们制备了一种基于马尾藻纤维素纳米纤维的阻燃结构材料（SCFSM）。首先，基于低能耗、绿色高效的马尾藻基纤维素纳米纤维（SG-CNF）提取方法，获得了SG-CNF，并将其与海藻酸钠复合，通过自下而上的水凝胶逐层组装方法制备得到了SCFSM。进一步通过锥形量热仪、微热量计和热重-红外联用验证了SCFSM优异的阻燃性能，将其与商用塑料和天然木材进行了比较，体现出材料显著的优势。这项工作极大地提高了海藻残留物和天然聚合物的利用率，并为纤维素基结构材料力学性能的提升和功能化集成提供了新策略。