Thermal Stability of Cellulose Nanomaterials,Chemical Reviews

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Thermal Stability of Cellulose Nanomaterials
Chemical Reviews ( IF 51.4 ) Pub Date : 2023-05-03 , DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00816
Francesco D'Acierno _{1,

2} , Carl A Michal _{1,

2} , Mark J MacLachlan _{1,

3,

4,

5}

Affiliation

Thermal stability is a crucial property of materials, especially when they have a wide range of thermally sensitive applications. Cellulose nanomaterials (CNMs) extracted from cellulosic biomass have garnered significant attention due to their abundance, biodegradability, sustainability, production scalability, and industrial versatility. To explore the correlation between the structure, chemistry, and morphology of CNMs and their thermal stability, we present a comprehensive literature review. We identify five major factors affecting CNMs’ thermal stability, namely type, source, reaction conditions, post-treatment, and drying method, and analyze their impact on CNMs’ thermal stability using several case studies from the literature. Using multiple linear least-squares regression (MLR), we establish a quantitative relationship between thermal stability and seven variables: crystallinity index of the source, dissociation constant of the reactant used, reactant concentration, reaction temperature, reaction time, evaporation rate, and post-treatment presence. By understanding these interdependencies, our statistical analysis enables the design of CNMs with predictable thermal properties and identification of optimal conditions for achieving high thermal stability. The results of our study provide crucial insights that can guide the development of CNMs with enhanced thermal stability for use in a variety of industrial applications.

中文翻译：

纤维素纳米材料的热稳定性

热稳定性是材料的一个重要特性，尤其是当它们具有广泛的热敏应用时。从纤维素生物质中提取的纤维素纳米材料 (CNM) 因其丰富性、生物降解性、可持续性、生产可扩展性和工业多功能性而备受关注。为了探索 CNM 的结构、化学和形态与其热稳定性之间的相关性，我们提供了全面的文献综述。我们确定了影响 CNMs 热稳定性的五个主要因素，即类型、来源、反应条件、后处理和干燥方法，并使用文献中的几个案例研究分析了它们对 CNMs 热稳定性的影响。使用多重线性最小二乘回归 (MLR)，我们建立了热稳定性与七个变量之间的定量关系：源的结晶度指数、所用反应物的离解常数、反应物浓度、反应温度、反应时间、蒸发速率和后处理存在。通过了解这些相互依存关系，我们的统计分析能够设计出具有可预测热性能的 CNM，并确定实现高热稳定性的最佳条件。我们的研究结果提供了重要的见解，可以指导开发具有增强热稳定性的 CNM，用于各种工业应用。和治疗后的存在。通过了解这些相互依存关系，我们的统计分析能够设计出具有可预测热性能的 CNM，并确定实现高热稳定性的最佳条件。我们的研究结果提供了重要的见解，可以指导开发具有增强热稳定性的 CNM，用于各种工业应用。和治疗后的存在。通过了解这些相互依存关系，我们的统计分析能够设计出具有可预测热性能的 CNM，并确定实现高热稳定性的最佳条件。我们的研究结果提供了重要的见解，可以指导开发具有增强热稳定性的 CNM，用于各种工业应用。

更新日期：2023-05-03

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