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Durable Cellulose–Sulfur Composites Derived from Agricultural and Petrochemical Waste
Advanced Sustainable Systems ( IF 6.5 ) Pub Date : 2019-07-31 , DOI: 10.1002/adsu.201900062 Moira K. Lauer 1 , Tatiana A. Estrada‐Mendoza 1 , Colin D. McMillen 1 , George Chumanov 1 , Andrew G. Tennyson 1 , Rhett C. Smith 1
Advanced Sustainable Systems ( IF 6.5 ) Pub Date : 2019-07-31 , DOI: 10.1002/adsu.201900062 Moira K. Lauer 1 , Tatiana A. Estrada‐Mendoza 1 , Colin D. McMillen 1 , George Chumanov 1 , Andrew G. Tennyson 1 , Rhett C. Smith 1
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Nature provides a rich panoply of structural motifs comprised of composites whose mechanical properties exceed those of their individual components. The human endeavor to likewise craft value‐added structural materials from underappreciated, sustainably sourced feedstocks remains a formidable challenge. Herein, efforts are made to achieve durable composites by synergistic combination of sulfur and cellulose. Composites are achieved in which bulk sulfur is reinforced by a network of 1–20% by mass cellulose cross‐linked with polysulfide chains. Composites described herein are remeltable and have flexural strength exceeding that of Portland cement. A thorough analysis of these materials has been undertaken through nuclear magnetic resonance, infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, elemental analysis, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, and dynamic mechanical analysis. These analyses of both as‐prepared composites and fractionated materials unequivocally validate the formulation of these composites and the separability of the bulk sulfur from the reinforcing polysulfide‐cross‐linked cellulose network. The thermomechanical properties of these recyclable composites portend their tantalizing potential to supplant inherently unsustainable structural elements in numerous commercial applications. Further applications to improve the environmental resistance and flexural strength of Portland cement by treatment with the sulfur–cellulose composites are also discussed.
中文翻译：
来自农业和石化废物的耐用纤维素-硫复合材料
大自然提供了丰富的结构图案，这些图案由复合材料组成，这些复合材料的机械性能超过了其各个组成部分的机械性能。人类努力同样地从价值不足，可持续采购的原料中加工增值的结构材料仍然是一个巨大的挑战。本文中，努力通过硫和纤维素的协同结合获得耐久的复合材料。合成的复合材料中，大量的硫通过质量分数为1-20％的纤维素与多硫链交联的网络得到增强。本文所述的复合材料是可重熔的并且具有超过波特兰水泥的抗弯强度。通过核磁共振，红外光谱，拉曼光谱，元素分析，热重分析，差示扫描量热法和动态力学分析。这些对制备的复合材料和分馏材料的分析明确地证实了这些复合材料的配方以及从增强的多硫化物交联的纤维素网络中分离出大量硫的能力。这些可回收复合材料的热机械性能预示着其诱人的潜力，以取代在许多商业应用中固有的不可持续的结构元素。还讨论了通过硫-纤维素复合材料处理来改善波特兰水泥的耐环境性和抗弯强度的更多应用。这些对制备的复合材料和分馏材料的分析明确地证实了这些复合材料的配方以及从增强的多硫化物交联的纤维素网络中分离出大量硫的能力。这些可回收复合材料的热机械性能预示着其诱人的潜力，以取代在许多商业应用中固有的不可持续的结构元素。还讨论了通过硫-纤维素复合材料处理来改善波特兰水泥的耐环境性和抗弯强度的更多应用。这些对制备的复合材料和分馏材料的分析明确地证实了这些复合材料的配方以及从增强的多硫化物交联的纤维素网络中分离出大量硫的能力。这些可回收复合材料的热机械性能预示着其诱人的潜力，以取代在许多商业应用中固有的不可持续的结构元素。还讨论了通过硫-纤维素复合材料处理来改善波特兰水泥的耐环境性和抗弯强度的更多应用。这些可回收复合材料的热机械性能预示着其诱人的潜力，以取代在许多商业应用中固有的不可持续的结构元素。还讨论了通过硫-纤维素复合材料处理来改善波特兰水泥的耐环境性和抗弯强度的更多应用。这些可回收复合材料的热机械性能预示着其诱人的潜力，以取代在许多商业应用中固有的不可持续的结构元素。还讨论了通过硫-纤维素复合材料处理来改善波特兰水泥的耐环境性和抗弯强度的更多应用。
更新日期：2019-10-14
中文翻译：
来自农业和石化废物的耐用纤维素-硫复合材料
大自然提供了丰富的结构图案，这些图案由复合材料组成，这些复合材料的机械性能超过了其各个组成部分的机械性能。人类努力同样地从价值不足，可持续采购的原料中加工增值的结构材料仍然是一个巨大的挑战。本文中，努力通过硫和纤维素的协同结合获得耐久的复合材料。合成的复合材料中，大量的硫通过质量分数为1-20％的纤维素与多硫链交联的网络得到增强。本文所述的复合材料是可重熔的并且具有超过波特兰水泥的抗弯强度。通过核磁共振，红外光谱，拉曼光谱，元素分析，热重分析，差示扫描量热法和动态力学分析。这些对制备的复合材料和分馏材料的分析明确地证实了这些复合材料的配方以及从增强的多硫化物交联的纤维素网络中分离出大量硫的能力。这些可回收复合材料的热机械性能预示着其诱人的潜力，以取代在许多商业应用中固有的不可持续的结构元素。还讨论了通过硫-纤维素复合材料处理来改善波特兰水泥的耐环境性和抗弯强度的更多应用。这些对制备的复合材料和分馏材料的分析明确地证实了这些复合材料的配方以及从增强的多硫化物交联的纤维素网络中分离出大量硫的能力。这些可回收复合材料的热机械性能预示着其诱人的潜力，以取代在许多商业应用中固有的不可持续的结构元素。还讨论了通过硫-纤维素复合材料处理来改善波特兰水泥的耐环境性和抗弯强度的更多应用。这些对制备的复合材料和分馏材料的分析明确地证实了这些复合材料的配方以及从增强的多硫化物交联的纤维素网络中分离出大量硫的能力。这些可回收复合材料的热机械性能预示着其诱人的潜力，以取代在许多商业应用中固有的不可持续的结构元素。还讨论了通过硫-纤维素复合材料处理来改善波特兰水泥的耐环境性和抗弯强度的更多应用。这些可回收复合材料的热机械性能预示着其诱人的潜力，以取代在许多商业应用中固有的不可持续的结构元素。还讨论了通过硫-纤维素复合材料处理来改善波特兰水泥的耐环境性和抗弯强度的更多应用。这些可回收复合材料的热机械性能预示着其诱人的潜力，以取代在许多商业应用中固有的不可持续的结构元素。还讨论了通过硫-纤维素复合材料处理来改善波特兰水泥的耐环境性和抗弯强度的更多应用。
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