刺槐（Caesalpinia spinosa）种子壳及荚果维管纤维束的特性研究：一种可再生的安第斯生物材料，可用于未来的工程应用

《Journal of Natural Fibers》：Characterization of Seed Shell and Pod Vascular Fiber Bundles from Caesalpinia Spinosa: A Renewable Andean Biomaterial for Future Engineering Applications

　　摘要
隨著自然纖維的可再生性、經濟可行性和資源豐富性，它們正越來越受到作爲合成材料替代品的重視。本研究對刺槐（Caesalpinia spinosa）的維管束纖維束（CSVFB）及其種子殼製成的粉末（CSSSP）的性質進行了分析，重点关注其物理和熱化學特性。通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察形態，採用氣體密度計測密度，通過ANKOM程序分析化學組成，利用X射線衍射（XRD）測定結晶度，通過熱重分析（TGA）評估熱穩定性，並通過傅立葉轉換紅外光譜（FTIR）、13C固態核磁共振（NMR）和拉曼光譜分析分子結構。ANKOM分析顯示，CSSSP和CSVFB的纖維素含量分別為16.2%和32.3%，半纖維素含量分別為43.5%和22%，木質素含量分別為3.3%和2.4%。SEM顯示其表面粗糙，含有結晶和非晶區域。CSSSP和CSVFB的密度分別為1.51和1.29?g/cm3。TGA顯示水分損失分別為8.9%和3.6%，最大降解溫度分別為301°C和350°C。XRD顯示結晶度指數分別為24和40。光譜分析證實了其木質素含量低，且纖維素與半纖維素的比例明顯不同。這些結果表明CSSSP和CSVFB是適用於多種工程應用的未充分利用的可再生材料。随后，对样品进行称重以获得初始样品质量（mS），并将其转移到一个容积为35立方厘米的容器中。之后，将装有每个样品的容器放入压容腔内，然后通过注入加压氦气（压力达到19.5 psi）对压容腔进行净化。达到该压力后，将压力和体积值分别标记为P1和V1。此时，样品的体积（VS）可以使用公式（4）V1=VC?Vs来计算：(4) V1=VC?Vs。接着，注入的氦气也会占据参考腔室，这会增加总体积（V1）并降低压力（P1）。利用波义耳气体定律，将初始条件与最终条件关联起来，然后用公式（5）Vs=VC?P2V2/P1来计算每个样品的体积：(5) Vs=VC?P2V2/P1。最后，使用公式（6）ρsample=mSV/S来确定CSSSP和CSVFB的密度：(6) ρsample=mSV/S。

2.5. 13C固态核磁共振（NMR）光谱技术
13C固态核磁共振（NMR）光谱技术可用于确定木质纤维素基材料的分子结构和纤维素相互作用（Manimaran等人，2019年；Murugananthan等人，2025年）。13C固态NMR光谱是使用Bruker AVANCE III HD光谱仪（美国马萨诸塞州Billerica）和DOTY Scientific Cross-Polarization/Magic Angle Spinning（CP-MAS）探头（美国南卡罗来纳州Columbia）在125.77 MHz频率下获得的。此外，还进行了13C交叉极化光谱（CP/TOSS）测量，样品以7500 Hz的旋转速度旋转，接触时间为2 ms，1H脉冲持续5 μs，并在1H通道上使用斜坡脉冲。总共完成了2500次扫描，扫描间隔为1秒，采用50 kHz的SPINAL-64解耦序列（Steiger和Wilson，2023年）。

2.6. X射线衍射（XRD）分析
X射线衍射分析用于获取CSSSP和CSVFB的晶体学信息（Gopi Krishna、Kailasanathan和NagarajaGanesh，2022年；Raja等人，2021年；R、R和P，2023年）。为此，使用了Empyrean Malvern Panalytical衍射仪（荷兰Almelo），并采用Cu-Kα辐射源（λ=1.54056 ?）。XRD光谱的采集范围为5°至80°，电压为45 kV，电流为40 mA，扫描速度为2°/min。XRD数据使用OriginLab软件通过标准化工作流程进行处理（Azizan等人，2025年）。2θ数据的原始强度通过Savitzky–Golay滤波器进行平滑处理以减少噪声，并使用Peak Analyzer模块生成的低阶多项式基线进行背景校正。然后使用Find Peaks工具识别晶体反射峰，并通过Fit Peaks（Pro）程序进行伪Voigt峰拟合进行精细处理。从拟合曲线中获得了晶体反射峰和非晶部分的积分峰面积。CSSSP和CSVFB的结晶度指数（CI）是通过总晶体峰面积与分析范围内总积分面积的比值计算得出的（Dhali等人，2021年；Salem等人，2023年；Zhang等人，2021年），如下所示：(7) CI=AcrAtotal×100%：(7) CI=AcrAtotal×100%，其中Acr是所有晶体峰的面积，Atotal是每个样品曲线下的总面积。

同样，CSSSP和CSVFB的晶粒尺寸也是使用Scherer公式计算的（公式（8）CS=kλβcosθ：(8) CS=kλβcosθ，其中k是Scherer常数（0.84），λ是X射线波长（Cu-Kα源为1.54056 ?），β是半高强度处的峰宽（以弧度为单位），θ是布拉格角（Navas-Pinto、Barrionuevo等人，2025年）。

2.7. 傅里叶变换红外（FTIR）光谱
使用Bio-RAD FTS-40 IR光谱仪（美国加利福尼亚州Hercules）获得了CSSSP和CSVFB的傅里叶变换红外（FTIR）光谱（Navas-Pinto等人，2025年；Santos Silva等人，2024年）。为此，将大约50 mg的每种样品与溴化钾（KBr）按1:10的质量比混合。测试在400–4000 cm?1的范围内进行，最小分辨率为4 cm?1，每个样品共获取128次扫描。获取光谱后，对KBr进行了光谱校正。

2.8. 热重分析（TGA-DTG）
热重分析可用于确定天然纤维在不同温度下的分解过程（Kumar等人，2018年；Steiger和Wilson，2023年）。使用Q50 TA Instruments热重分析仪（美国特拉华州New Castle）获得了CSSSP和CSVFB的热分解曲线（TG）和导数热重曲线（DTG）。将适量的研磨纤维放置在开放铝盘中，在氮气（N2）气氛下30°C加热60秒，然后以5°C/min的升温速率加热至500°C。

2.9. 拉曼光谱
拉曼光谱是一种用于进一步分析天然纤维化学结构的技术（Fadele等人，2018年）。使用Bruker RFS 100光谱仪（美国马萨诸塞州Billerica）获得了CSSSP和CSVFB的拉曼光谱，该光谱仪配备有液氮冷却的Ge二极管作为检测器。使用波长为780 nm的激发源，在500至3500 cm?1的范围内获取光谱。

3. 结果与讨论
3.1. 扫描电子显微镜（SEM）显微成像
图2a-b显示了不同放大倍数下的CSSSP形态，图2c-d展示了CSVFB的显微图像。从CSSSP的显微图像中可以区分出不同的颗粒大小和形态，这是由于存在纤维素、半纤维素和木质素（Naduparambath和Purushothaman，2016年）。此外，其他研究也报道了这种粉末形态，指出晶体和非晶成分会因结构不同而断裂成不同大小的颗粒，其中非晶区域形成的颗粒尺寸更小（Zhao等人，2015年）。在图2b中可以看到某些颗粒表面略微粗糙且形状几乎均匀，这可以归因于纤维素的存在（Alhaji Mohammed等人，2022年），而其他颗粒则表现出表面的不规则聚集，这表明存在半纤维素和木质素（Naduparambath和Purushothaman，2016年）。另一方面，CSVFB（图2c-d）显示出由薄的木质化壁和宽腔组成的蜂窝结构（Alves Fidelis等人，2013年；Binoj等人，2016年；Kar和Saikia，2023年）。多项研究表明，CSVFB表面观察到的明显粗糙度可能有助于改善纤维与基体的相互作用，从而优化负载传递过程（Kar和Saikia，2023年；Khan等人，2021年；Khuntia和Biswas，2022年；Santos Silva等人，2024年；Teyar等人，2024年）。

3.2. 化学成分分析
表1展示了CSSSP和CSVFB的化学成分以及文献中记载的其他纤维的化学成分。可以看出CSSSP的纤维素含量较低，为16.2%，而半纤维素含量较高，为43.5%。相比之下，CSVFB的纤维素含量为32.3%，半纤维素含量为22%。此外，两种天然纤维的木质素含量较低，分别为3.3%和2.4%。这些结果表明这两种纤维有可能作为复合材料的增强剂，因为较低的木质素含量可以减少疏水性干扰。在聚合物基体与增强剂之间产生适当的结合，可以提高复合材料的机械强度（Nasri、Loranger和Toubal，2023年）。此外，低木质素含量可以避免半纤维素与纤维素之间的相互作用，从而防止酶解，并提高天然纤维的消化性，这可能使CSSSP和CSVFB在生物质生产中表现更好（Nath等人，2021年）。另外，CSSSP和CSVFB纤维都是基于NaOH溶液进行碱处理的理想候选材料，以减少天然纤维中的半纤维素和木质素含量，这可能进一步增强它们与聚合物基体的结合效果（Praveena等人，2022年；Vijay等人，2019年）。

3.3. 能谱分散X射线（EDX）分析
图3展示了（a）CSSSP和（b）CSVFB的不同元素分布图，图4显示了（a）CSSSP和（b）CSVFB的EDX分析结果。表2总结了每种元素的重量百分比含量，并与文献中的结果进行了比较。CSSSP和CSVFB的元素分布显示碳（C）为主，含量分别为62.77%和47.51%，氧（O）含量分别为35.90%和51.06%。这种元素优势与天然纤维的化学组成（纤维素、半纤维素和木质素）一致（Murugananthan等人，2025年）。除了常见的元素外，还观察到了CSSSP中的钾（K）和钙（Ca）含量，分别为0.93%和0.40%。CSVFB中也检测到了微量的钾（K），含量为1.43%。

3.4. 纤维密度
CSSSP和CSVFB的密度分别为1.509 ± 0.0006 g/cm3和1.294 ± 0.0091 g/cm3。CSSSP的密度与其他天然纤维（如Poulsenia armata（Navas-Pinto等人，2025年）、Arundo donax L.茎（Suárez等人，2023年）和Hibiscus vitifolius茎（Manivel等人，2022年）相当，这与它们的结构以及种子壳层中相对较低的孔隙含量有关（Abdela等人，2024年）。相比之下，CSFVB的密度较低，与Neuropeltis acuminatas藤本（Obame等人，2022年）、Parthenium Hysterophorus茎（Vijay等人，2021年）、Phoenix sp.叶柄（Rajeshkumar，2021年）和Syagrus romanzoffiana（Meddour等人，2025年）的密度相当，位于天然纤维密度范围的下端。CSSSP的低空隙含量和CSVFB的较低密度，加上它们中木质素的含量较低，可能使其成为添加到聚合物基复合材料中的理想候选材料，适用于可持续复合材料。3.5 13C固态核磁共振（NMR）光谱 CSSSP和CSVFB的13C固态NMR光谱如图5所示。在170 ppm附近可以观察到一个轻微的峰值，这对应于半纤维素中存在的羰基（Palai和Sarangi引用2022；Raju等人引用2022；Raju、Depoures和Kumaran引用2021）。此外，在145到120 ppm范围内可以发现几个次要峰，这些峰表明样品中存在木质素（Dhali等人引用2021；Manimaran等人引用2018）。进一步地，大约105 ppm处的峰对应于纤维素C-1的存在（Navas-Pinto、Barrionuevo等人引用2025；Raju、Depoures和Kumaran引用2021）。此外，在CSSSP和CSVFB中都可以观察到一个大约72 ppm处的主峰，这些峰被归因于纤维素结构中存在的C-2、C-3和C-5碳（Dhali等人引用2021；Manimaran等人引用2018；Navas-Pinto、Barrionuevo等人引用2025；Palai和Sarangi引用2022）。同样，在64 ppm左右还可以观察到一个峰，对应于纤维素的C-6特征（Manimaran等人引用2018；Navas-Pinto、Barrionuevo等人引用2025；Raju等人引用2022）。最后，在大约20 ppm处可以区分出一个轻微的峰，这表明存在半纤维素中的乙酰基碳（Navas-Pinto、Barrionuevo等人引用2025；Raju等人引用2022；Raju、Depoures和Kumaran引用2021）。总体而言，从CSSSP和CSVFB获得的NMR光谱显示了纤维素和半纤维素的明显存在，而光谱证实了木质素的含量较低。图5. CSSSP和CSVFB的高分辨率13C NMR光谱。阅读此图的详细描述：图像显示了标有CSSSP和CSVFB的两个NMR光谱。x轴标记为“ppm”，y轴标记为“强度（a.u.)”。CSSSP的光谱在多个点显示峰值：170 ppm附近有一个轻微的羰基峰值，145到120 ppm之间有几个木质素的次要峰值，大约105 ppm处有一个纤维素C-1的峰值，大约72 ppm处有一个C-2、C-3和C-5碳的主峰值，64 ppm处有一个纤维素C-6的峰值，20 ppm处有一个轻微的乙酰基碳峰值。CSVFB的光谱在相应的ppm值处显示类似的峰值，表明存在相同的化学集团。两个光谱都突出了纤维素和半纤维素的存在，而木质素的含量较低。显示完整尺寸。3.6 X射线衍射分析 图6展示了Caesalpinia spinosa样品（CSVFB和CSSSP）的XRD衍射图。两个样品都表现出典型的部分有序有机基质的宽散射特征，在15°到25°（2θ）区域有两个可区分的衍射最大值。CSVFB样品在大约22°处显示出一个更尖锐且更强烈的晶体反射，伴随着一个接近17.2°的次要峰，对应于（1 1 0）平面。这种更清晰的轮廓表明多糖结构内的分子有序程度更高。相比之下，CSSSP样品显示了相同的两个反射，但强度显著降低，峰形也更宽，这与较低的结晶度和更无定形的生物聚合物链排列一致。CSSSP中的无定形晕圈在10°–35°范围内更为明显，而CSVFB则显示出晶体峰与漫射背景之间的更清晰的分离。这些差异反映了两种材料之间的结构变化，CSVFB保持了比CSSSP更有序的微观结构。图6. CSSSP和CSVFB的XRD衍射图。阅读此图的详细描述：图表显示了比较两个样品CSVFB和CSSSP的XRD衍射图。x轴标记为2θ（度），范围从0到80。y轴标记为任意单位的强度。CSVFB样品在大约22度处显示一个尖锐的峰，对应于（2 0 0）平面，在17.2度附近显示一个次要峰，对应于（1 1 0）平面。CSSSP样品显示类似的峰，但强度降低且峰形更宽，表明结晶度较低。CSVFB样品具有更明显的晶体结构，而CSSSP样品则更无定形，这从更宽的峰形和较低的强度可以看出。显示完整尺寸。CSVFB样品的（2 0 0）峰强度明显更高，强度比为I22/I17 = 2.1，而CSSSP为1.3，表明其短程分子有序程度更高。对衍射图进行定量反卷积后得到CSVFB的结晶度指数（CI）约为40%，CSSSP为24%，这证实CSVFB具有更高的结晶度。因此，CSVFB较高的CI可能表明它能够提供与高强度棕榈纤维相当的强度（Meddour等人引用2025）。使用形状因子K = 0.9对（2 0 0）反射进行Scherrer分析后，得到CSVFB的晶体粒径约为3.4 nm，CSSSP的晶体粒径约为2.2 nm，这是基于它们各自的半高宽（FWHM）值。这些小纳米晶体是具有有限长程有序的生物聚合物系统的典型特征。总的来说，这些定量差异表明CSVFB保持了更有序且结构更紧凑的分子排列，而CSSSP则表现出更异质的微观结构。3.7 FTIR光谱 图7展示了CSSSP和CSVFB的FTIR光谱，而表3指出了NLFs的不同吸收带。对于CSSSP，在3340 cm^-1附近可以区分出一个重要的吸收带，对应于通常存在于纤维素和半纤维素中的羟基的-OH键的伸缩振动（Navas-Pinto、Barrionuevo等人引用2025；Santos Silva等人引用2024；Vinod等人引用2019）。另一个吸收带大约在2910 cm^-1，归因于纤维素和半纤维素中的脂肪族C-H键的伸展（Filho等人引用2020；Njoku等人引用2022）。在大约1730 cm^-1处可以注意到一个次要峰，表明来自木质素和半纤维素的羰基（C=O）的伸缩（Njoku等人引用2022；Porras、Maranon和Ashcroft引用2015）。在接近1620 cm^-1的波数处，可以观察到来自乙酰基的C-O伸缩峰（Navas-Pinto、Barrionuevo等人引用2025；Shaker等人引用2020）。同样，在大约1420 cm^-1处可以区分出一个不同的吸收带，这表明来自木质素（Njoku等人引用2022）和纤维素结构中的CH2分子的C-H伸缩振动（Navas-Pinto、Barrionuevo等人引用2025；Porras、Maranon和Ashcroft引用2015）。同样，在大约1230 cm^-1处可以找到另一个峰，对应于半纤维素和木质素中的乙酰基的C-O振动（Hasan Shibly等人引用2025；Porras、Maranon和Ashcroft引用2015），而在1020 cm^-1处的峰表明来自纤维素的C-O振动（Hasan Shibly等人引用2025；Vijay等人引用2022）。另一方面，CSVFB在大约3770 cm^-1处显示出一个次要峰，表明来自NLFs表面脂肪酸中羧基的O-H的伸展（Tamanna等人引用2021）。在3340 cm^-1处可以观察到一个轻微的凹陷，这可能表明其水分含量低于CSSSP。此外，在大约2660 cm^-1处可以区分出一个显著的峰，这归因于来自纤维素和半纤维素的CH2分子的C-H振动（Hasan Shibly等人引用2025；Tamanna等人引用2021）。同样，在2400到2200 cm^-1之间发现的峰分别代表蜡和木质素中的C=C和-COOH键（Navas-Pinto、Barrionuevo等人引用2025），而在1590 cm^-1处的峰归因于来自乙酰基的C-O伸缩（Navas-Pinto、Barrionuevo等人引用2025；Shaker等人引用2020）。在1500 cm^-1以下的波数处，观察到一个宽的吸收带，其中1215 cm^-1处有一个峰，1040 cm^-1处有一个肩峰，这些峰分别表明木质素中的C=O和-C–O–C基团以及纤维素中的C–O伸缩（Njoku等人引用2022）。图7. CSSSP和CSVFB的FTIR光谱。阅读此图的详细描述：图表显示了CSSSP和CSVFB的FTIR光谱。x轴标记为“波数”（以cm^-1表示），范围从4000到500。y轴标记为“强度”（以任意单位表示）。CSSSP的光谱在3340、2910、1730、1620、1420、1230和1020 cm^-1处有峰值。CSVFB的光谱在3770、3340、2660、2400、2200、1590、1215和1020 cm^-1处有峰值。每个峰值对应于特定的分子振动和键，如-OH、C-H、C=O和C-O伸缩，这些分别与纤维素、半纤维素、木质素和脂肪酸相关。显示完整尺寸。表3. CSSSP和CSVFB的FTIR吸收带。下载CSV。表3.8 CSSSP和CSVFB的热重分析 图8展示了（a）CSSSP和（b）CSVFB的热重（TG）曲线及其导数（DTG），而表4显示了测试的主要阶段和参数。最初阶段观察到的温度为200°C，此时CSSSP和CSVFB的重量损失分别为8.9%和3.6%，这主要是由于纤维中水分的蒸发（Navas-Pinto、Barrionuevo等人引用2025；Pereira Junio等人引用2022；Santos Silva等人引用2024）。随后是一个更剧烈的热分解阶段，温度分别达到360°C和375°C。在这一阶段，大部分半纤维素和纤维素的糖苷键发生热分解，最终CSSSP和CSVFB的重量损失分别为50%和65.7%（Indran和Raju引用2015；Navas-Pinto、Barrionuevo等人引用2025）。此外，在分解的第二阶段，CSSSP和CSVFB的最大分解率分别发生在301°C和350°C。不同的研究表明，其他NLFs在250°C之前的热稳定性较低。这种行为表明CSSSP和CSVFB可能是增强高温热塑性聚合物的理想候选材料（Lalaymia等人引用2024）。随后是一个最终分解阶段，温度达到大约480°C，CSSSP和CSVFB的最终重量损失分别为9.9%和6.3%，这表明木质素和蜡的分解以及炭残留物的形成（Gapsari等人引用2021；Tamanna等人引用2021）。图8. CSSSP和CSVFB的TG和DTG曲线。阅读此图的详细描述：图像A显示了CSSSP的热重分析（TGA）和导数热重（DTG）曲线。x轴标记为温度（摄氏度），y轴标记为重量百分比和DTG。关键点包括：在200摄氏度时，重量损失为8.9%；在234摄氏度时，有一个变化；在301摄氏度时，有一个峰值；在345摄氏度时，另一个变化；在360摄氏度时，重量损失为50%；在482摄氏度时，重量损失为9.9%。图像B显示了CSVFB的TGA和DTG曲线。x轴标记为温度（摄氏度），y轴标记为重量百分比和DTG。关键点包括：在200摄氏度时，重量损失为3.6%；在256摄氏度时，有一个变化；在350摄氏度时，有一个峰值；在375摄氏度时，重量损失为65.7%；在482摄氏度时，重量损失为6.3%。显示完整尺寸。表4. CSSSP和CSVFB的温度与重量损失关系。表3.9 拉曼光谱 图9展示了（a）CSSSP和（b）CSVFB的拉曼光谱，而表3显示了测试的主要阶段和参数。CSSSP和CSVFB的拉曼位移分别在大约2895和2890 cm^-1处可以区分出来，这对应于NLFs晶体区域的νCH2伸缩（Edwards、Farwell和Webster引用1997；Felhofer等人引用2020；J?hn等人引用2002）。在大约1720 cm^-1处观察到一个不同的峰，对应于来自蜡和脂肪酸酯的νC=O振动（Fadele等人引用2018；Gierlinger等人引用2006）。在大约1600 cm^-1处可以注意到另一个峰，这是CSVFB中木质素的νC=C芳基伸缩（Fadele等人引用2018）。此外，在大约1085 cm^-1处检测到另一个峰值，这对应于CSSSP和CSVFB样品中纤维素的νC=O伸缩振动（Fadele等人，Citation2018；Gierlinger等人，Citation2006）。同样，约900 cm^-1处的峰值归因于半纤维素中的νC-H伸缩振动（Fadele等人，Citation2018；Himmelsbach和Akin，Citation1998）。图9显示了CSSSP和CSVFB的拉曼光谱。该图展示了CSSSP和CSVFB的拉曼光谱，x轴标记为拉曼位移（单位为cm^-1），y轴标记为拉曼强度（单位为任意单位）。CSSSP光谱在ν(C?H?)、ν(C=C)、ν(C=O)和ν(C-H)处有峰值；CSVFB光谱也在这些位置显示了峰值。

结果证实，CSSSP和CSVFB都是以纤维素和半纤维素为主的木质纤维素生物材料，木质素含量极低，这一特性对于聚合物复合材料的增强及基于生物质的应用非常有利。结构分析显示它们具有部分结晶行为，其中CSVFB的结晶度更高、晶粒尺寸更大；热分析表明它们在常见的聚合物制造温度范围内具有足够的热稳定性。

4. 结论
本研究对 guarango（Caesalpinia spinosa）种子壳和维管纤维束的物理和热化学性质进行了表征。根据实验结果，可以得出以下结论：形态学研究表明，CSSSP的颗粒大小和形状各异，表面略显粗糙，这是由于纤维素的存在，并且某些颗粒表面存在不规则聚集现象，表明其结构较为非结晶。另一方面，CSVFB的表面覆盖着蜂窝状结构，这些结构的壁层木质化，导致其表面粗糙度增加。这些形态特征可能有助于改善聚合物复合材料中的应力传递性能。CSSSP的纤维素含量为16.2%，半纤维素含量为43.5%，木质素含量为3.3%，密度为1.51 g/cm3；而CSVFB的纤维素含量为32.3%，半纤维素含量为22%，木质素含量为2.4%，密度为1.29 g/cm3。由于其总体木质素含量较低，CSSSP和CSVFB被认为是理想的复合材料增强候选材料。

化学和结构表征技术（EDX、XRD、固态13C NMR、FTIR和拉曼光谱）表明，Caesalpinia spinosa的种子壳和维管纤维束是可再生的木质纤维素生物材料，主要由碳和氧组成，木质素含量低，含有纤维素、半纤维素和木质素的特征官能团，并具有部分结晶结构。其中CSVFB的结晶度更高、晶粒尺寸更大，这突显了其在先进可持续安第斯生物材料应用中的潜力。热重分析结果显示，CSSSP的含水量为8.9%，CSVFB的含水量为3.6%。在245°C至375°C之间，CSSSP和CSVFB分别因为纤维素和半纤维素的热降解而损失了50%和65.7%的初始重量。差热重曲线显示，CSSSP和CSVFB的最大分解速率分别发生在301°C和350°C。

鉴于这些发现，未来的研究应探索将CSSSP和CSVFB掺入不同聚合物基体中，以评估它们对材料力学、热性能和化学性能的影响。此外，还可以探索不同的化学改性方法，以进一步提高纤维与基体之间的粘附性能。