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2025 article

Enhanced Mechanical Performance of Silicone Rubber Using Silica-Cellulose Hybrid Nanofibers with Strong Polymer–Filler Interactions

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Résumé fourni par la source

It remains challenging to create rigid fiber networks in hydrophobic silicone rubber (SR) by using hydrophilic cellulose nanofibers (CNFs) with high interfacial compatibility for mechanical reinforcement through solvent-free processing. In this work, a silica-cellulose hybrid nanofiber (Me-SiO 2 /CNFs) was prepared via in situ polymerization of hydrophobic silica particles on the CNF surface using the sol–gel method, where CNFs served as a rigid template. The resulting Me-SiO 2 /CNFs exhibit a bead-like morphology and can be readily pulverized into the SR matrix, enabling the preparation of highly transparent nanocomposites through conventional mixing and vulcanization processes that eliminate freeze drying and mechanical grinding. With a large specific surface area (221 m 2 ·g –1 ) and high aspect ratio, Me-SiO 2 /CNFs show strong polymer–filler interactions and form filler percolation networks. In particular, the polymer–filler interactions and energy dissipation capacity are enhanced by the entanglement of SR molecular chains with surface silica particles. Meanwhile, the internal CNF framework establishes a branched fiber network. These two synergistic mechanisms collectively improve the mechanical strength of SR nanocomposites. Notably, the tensile strength and tear strength of SR/CNF nanocomposites increased by 39.7% and 45.5%, respectively. Furthermore, the processability and synergistic reinforcement mechanisms were systematically investigated. This study provides valuable insights for implementing CNFs as a reinforcing filler in industrial applications of high-temperature vulcanized silicone rubber.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Enhanced Mechanical Performance of Silicone Rubber Using Silica-Cellulose Hybrid Nanofibers with Strong Polymer–Filler Interactions
Date Crossref
14/03/2025
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

Advanced Cellulose Research StudiesElectrospun Nanofibers in Biomedical ApplicationsNatural Fiber Reinforced Composites

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