Contents
1 Introduction to PVA-Based Bionanocomposite Films . . . . . . . . . . . .
1
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.2 Biopolymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
1.3 Poly(Vinyl Alcohol) (PVA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
1.4 Nanofillers for Bionanocomposites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
1.4.1 Layered Silicates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
1.4.2 Halloysite Nanotubes (HNTs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4.3 Bamboo Charcoals (BCs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.4.4 Other Popular Nanofillers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.5 Processing of Bionanocomposites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.6 Bionanocomposite Properties and Characterisation . . . . . . . . . . . 21
1.6.1 Morphological Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.6.2 Mechanical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.6.3 Nanomechanical Properties of Nanocomposites . . . . . . . . 26
1.6.4 Thermal Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.7 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2 Materials, Methodology and Characterisation Techniques . . . . . . . . 41
2.1 Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.1.1 Polyvinyl Alcohol (PVA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.1.2 Nanoparticles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2 Fabrication of PVA-Based Bionanocomposite Films . . . . . . . . . . 43
2.3 Characterisation Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.3.1 X-Ray Diffraction (XRD) Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.3.2 Fourier Transform Infrared (FTIR) Analysis . . . . . . . . . . 46
2.3.3 Scanning Electron Microscopy (SEM) . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.3.4 Differential Scanning Calorimetry (DSC) . . . . . . . . . . . . . 47
2.3.5 Thermal Gravimetric Analysis (TGA) . . . . . . . . . . . . . . . 48
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1 Introduction to PVA-Based Bionanocomposite Films . . . . . . . . . . . .
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1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.2 Biopolymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.3 Poly(Vinyl Alcohol) (PVA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4 Nanofillers for Bionanocomposites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4.1 Layered Silicates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4.2 Halloysite Nanotubes (HNTs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4.3 Bamboo Charcoals (BCs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.4.4 Other Popular Nanofillers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.5 Processing of Bionanocomposites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.6 Bionanocomposite Properties and Characterisation . . . . . . . . . . . 21
1.6.1 Morphological Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.6.2 Mechanical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.6.3 Nanomechanical Properties of Nanocomposites . . . . . . . . 26
1.6.4 Thermal Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.7 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2 Materials, Methodology and Characterisation Techniques . . . . . . . . 41
2.1 Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.1.1 Polyvinyl Alcohol (PVA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.1.2 Nanoparticles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2 Fabrication of PVA-Based Bionanocomposite Films . . . . . . . . . . 43
2.3 Characterisation Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.3.1 X-Ray Diffraction (XRD) Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.3.2 Fourier Transform Infrared (FTIR) Analysis . . . . . . . . . . 46
2.3.3 Scanning Electron Microscopy (SEM) . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.3.4 Differential Scanning Calorimetry (DSC) . . . . . . . . . . . . . 47
2.3.5 Thermal Gravimetric Analysis (TGA) . . . . . . . . . . . . . . . 48
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