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天然繊維屑によって複合化した生分解性プラスチックの強度特性および生分解特性

天然纤维废料复合生物降解塑料的强度和生物降解性能

基本信息

批准号：
11750609
负责人：
伊藤隆基
金额：
$ 1.02万
依托单位：
University of Fukui
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

生分解性プラスチックは原材料の価格が従来のプラスチックの3〜5倍と高いことから,需要および用途が伸びていないのが現状である.現在流通している生分解性プラスチックは通常の同類プラスチックと同等の強度,剛性率を有しているが,需要および用途拡大のためには高強度化および高機能化が必要である.一般的にプラスチックの強度向上を目指す場合には強化繊維との複合化が考えられるが,生分解性プラスチックについても天然繊維で複合化することにより生分解性を失わずに複合強化が実現できる.一方,繊維産業では多くの繊維廃棄物が生じ,生分解性を有する繊維不織布製造工程においても多くの裁断屑が生じている.そこで,繊維廃棄物の再利用と生分解性プラスチックの高強度化の試みとして,強化材としての天然繊維屑と熱可塑性の生分解性不織布屑を同時に成形機に投入することによる繊維強化複合材料の射出成形法を考案した.さらに,不織布裁断屑である生分解性プラスチック(ポリブチレンサクシネート,PBS材)および綿糸によって複合強化したPBS(PBS/CO材)の生分解試験,静引張および疲労試験を実施し,各試験結果および試験後の微視的観察からPBS材とPBS/CO材の生分解特性および強度特性を明らかにした.その結果,綿繊維屑による複合化は引張強さや剛性率を大きく増加させるが,逆に生分解性(分解速度)を著しく加速させるとともに強度も低下することが分かった.生分解速度の増加は,廃棄物の処理に対しては有効であるといえるが,生分解が使用中に同時進行するような環境下では強度的にはそれが欠点となる.強度低下の原因となる生分解速度の増加は,材料表面から進行する侵食がき裂の発生・成長を助長させるとともに,水分の浸透により生分解が試験片内部から生じることに起因しているとことが分かった.しかし,その点についてはまだ十分には解明されていないことから,今後の課題として繊維複合化による生分解速度の増加のメカニズムを明らかにすることは,生分解性プラスチックの用途拡大を図る上での基礎データとなり,強度保証の点からも必要である.

Biodegradability of raw materials is 3 ~ 5 times higher than that of raw materials, and the requirements are too high. Now the circulation of the product decomposition of the same kind of strength, rigidity ratio, need, use, high strength, high functionality, necessary. In general, the strength of the fiber is upward, and the composite strengthening of the fiber is realized when the decomposition of the fiber is lost. On the one hand, the textile industry has a lot of textile waste production, decomposition, production engineering, textile production engineering, many cutting waste production. In this paper, the reutilization of fiber waste, the study of high strength of biodegradable fabric, the study of injection molding method of fiber reinforced composite materials, the simultaneous feeding of natural fiber scrap and thermoplastic biodegradable nonwoven scrap into the molding machine. In addition, the non-woven fabric cutting chip has been tested for its biodegradability and strength characteristics by Weishi app. As a result, the strength and stiffness of the composite material increase, and the decomposition rate decreases. The speed of decomposition increases, and the disposal of waste materials has a negative effect. The decomposition of waste materials is carried out simultaneously in use and in the environment. The reason for the decrease in strength is that the decomposition rate increases, the surface of the material is invaded, the crack is generated, the growth is promoted, and the moisture is permeated, the decomposition is generated, and the sample is internally generated. In the future, the problem of increasing the decomposition rate of biological components in the process of dimensional recombination will be discussed.