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Naked alpaca wool works better with silicone elastomers
Green Chemistry ( IF 9.3 ) Pub Date : 2021-08-31 , DOI: 10.1039/d1gc01709h Sijia Zheng 1 , Anthony D'Angelo 1 , Ute Zell 2 , Yang Chen 1 , Kaitlyn E. C. Silverthorne 1 , Michael A. Brook 1
Green Chemistry ( IF 9.3 ) Pub Date : 2021-08-31 , DOI: 10.1039/d1gc01709h Sijia Zheng 1 , Anthony D'Angelo 1 , Ute Zell 2 , Yang Chen 1 , Kaitlyn E. C. Silverthorne 1 , Michael A. Brook 1
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Silicone elastomers must be filled/reinforced with fillers, typically fumed silica, as they are otherwise soft and/or weak and prone to tearing. Fumed silica, produced from waste chlorosilanes by combustion, is relatively expensive and involves the challenge of managing HCl. We report an investigation of alternative reinforcing agents based on waste wool fibers, a renewable resource. Chemical modification of the wool surface, by base etch, exposed free thiols that were used to chemically graft to silicone polymers using a thio-Michael addition. The reinforcement of such chemisorbed silicones was compared to physisorbed silicones or no pretreatment, except for washing, of the wool at all. Tensile tests evaluating the Young's modulus, tensile strength and elongation at break demonstrated a significant improvement of elastomer physical properties when modified with the chemisorbed silicone. The efficiency of reinforcement was found to depend both on the loading of wool in the silicone elastomer and on fiber length. More surprising, however, was the facile incorporation in silicone elastomers, and excellent reinforcement by, naked (chemically unmodified) short wool fibers in loadings up to 50 wt%. Significantly better reinforcement than fumed silica at the same loading – 10% – was provided by the use of long, naked alpaca wool fibers.
中文翻译：
裸羊驼毛与有机硅弹性体搭配使用效果更好
有机硅弹性体必须用填料填充/增强，通常是气相二氧化硅，否则它们会很软和/或很脆弱并且容易撕裂。通过燃烧废氯硅烷生产的气相二氧化硅相对昂贵，并且涉及管理 HCl 的挑战。我们报告了一项基于废羊毛纤维（一种可再生资源）的替代增强剂的调查。通过碱蚀刻对羊毛表面进行化学改性，暴露出游离硫醇，这些硫醇用于使用硫代-迈克尔加成化学接枝到有机硅聚合物上。将这种化学吸附的有机硅的增强作用与物理吸附的有机硅或除洗涤外根本不进行预处理的羊毛进行比较。评估杨氏模量的拉伸试验，当用化学吸附有机硅改性时，拉伸强度和断裂伸长率表明弹性体物理性能显着改善。发现增强效率取决于硅弹性体中羊毛的负载量和纤维长度。然而，更令人惊讶的是，它很容易掺入有机硅弹性体中，并且由裸露的（未化学改性的）短羊毛纤维以高达 50 重量％的负载量进行出色的增强。通过使用长而裸露的羊驼毛纤维，在相同负载（10%）下，比气相二氧化硅显着更好的增强。以及由裸露（化学未改性）短羊毛纤维以高达 50 wt% 的负载量进行出色的增强。通过使用长而裸露的羊驼毛纤维，在相同负载（10%）下，比气相二氧化硅显着更好的增强。以及由裸露（化学未改性）短羊毛纤维以高达 50 wt% 的负载量进行出色的增强。通过使用长而裸露的羊驼毛纤维，在相同负载（10%）下，比气相二氧化硅显着更好的增强。
更新日期：2021-09-09
中文翻译：
裸羊驼毛与有机硅弹性体搭配使用效果更好
有机硅弹性体必须用填料填充/增强，通常是气相二氧化硅，否则它们会很软和/或很脆弱并且容易撕裂。通过燃烧废氯硅烷生产的气相二氧化硅相对昂贵，并且涉及管理 HCl 的挑战。我们报告了一项基于废羊毛纤维（一种可再生资源）的替代增强剂的调查。通过碱蚀刻对羊毛表面进行化学改性，暴露出游离硫醇，这些硫醇用于使用硫代-迈克尔加成化学接枝到有机硅聚合物上。将这种化学吸附的有机硅的增强作用与物理吸附的有机硅或除洗涤外根本不进行预处理的羊毛进行比较。评估杨氏模量的拉伸试验，当用化学吸附有机硅改性时，拉伸强度和断裂伸长率表明弹性体物理性能显着改善。发现增强效率取决于硅弹性体中羊毛的负载量和纤维长度。然而，更令人惊讶的是，它很容易掺入有机硅弹性体中，并且由裸露的（未化学改性的）短羊毛纤维以高达 50 重量％的负载量进行出色的增强。通过使用长而裸露的羊驼毛纤维，在相同负载（10%）下，比气相二氧化硅显着更好的增强。以及由裸露（化学未改性）短羊毛纤维以高达 50 wt% 的负载量进行出色的增强。通过使用长而裸露的羊驼毛纤维，在相同负载（10%）下，比气相二氧化硅显着更好的增强。以及由裸露（化学未改性）短羊毛纤维以高达 50 wt% 的负载量进行出色的增强。通过使用长而裸露的羊驼毛纤维，在相同负载（10%）下，比气相二氧化硅显着更好的增强。
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