Structure and properties of formaldehyde-free faba bean starch composite foams influenced by additives and lignin-glyoxal co-polycondensation
Notice bibliographique
Résumé
• Compression-molded air-classified faba bean starch biofoams are fabricated • Reinforced biofoams show anisotropic strength: radial > tangential (∼375–500%) • Lignin-glyoxal crosslinking enhances crystallinity and thermal stability (>300°C) • Functional performance shows high impact resistance (49.7 J/m) and recovery (93.9%) Foams fabricated from polymeric sources are increasingly being adopted as sustainable alternatives to petroleum-based foams but often suffer from poor mechanical strength and high water sensitivity. Crosslinking can reinforce the polymer network, enhancing structural integrity and resilience. However, many conventional crosslinkers are formaldehyde-based, raising environmental and health concerns. These limitations highlight an urgent need for novel crosslinking strategies. In this study, compression-molded biofoams were fabricated using air-classified faba bean starch (FBS), with a lignin–glyoxal (LiG) resin incorporated as a formaldehyde-free crosslinker, alongside additives such as glycerol and a chemical blowing agent. Results showed that the LiG resin reinforced the starch network, leading to progressive improvements in properties with increasing LiG content. Compressive strength reached 749.47 kPa, while apparent density (0.60–1.25 g/cm³), impact resistance (25.30–49.65 J/m), and recovery after compression (81.59–93.89%) steadily increased with higher LiG loading. Thermal stability was also improved, with decomposition temperatures exceeding 300°C, consistent with the formation of a denser crosslinked network. Morphological analysis revealed a predominantly closed cell structure, and X-ray diffraction indicated increased crystallinity, with three distinct peaks observed. This study demonstrates a simple, effective, and formaldehyde-free strategy for producing high-performance starch-based biofoams with enhanced mechanical and thermal properties, underscoring their potential as sustainable materials for packaging and cushioning applications.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».