天然繊維および無機微粉末により強化された熱可塑性複合材料に関する研究

非木質系リグノセルロースはマテリアル利用を試みる際、原料としての取り扱いが困難とされている。これは貯蔵時の劣化が早く安定性に不安があることや接着剤との結合阻害が生じることなどが問題となるためである。本研究では非木質系リグノセルロース繊維(特に竹繊維)を熱可塑性樹脂複合材料に利用する際の課題を検討することを目的とした。本年度の成果をまとめると以下のようになる。(1)竹繊維を微細化し、高密度ポリエチレン、カップリング剤(マレイン酸変性ポリエチレン)およびナノクレイを混合した竹ポリエチレン複合材料を作製する手法を確立した。(2)カップリング剤およびナノクレイの混合比率を変化させて複合材料の作製を行った。(3)作製した竹ポリエチレン複合材料について基礎物性試験(曲げ、引張り、衝撃試験)を行い、基礎物性に及ぼすカップリング剤およびナノクレイの効果について検討を行った。ポリエチレン単体に比べ、竹繊維を混合することで強度が増加した。このことは竹繊維がプラスチック複合材料において優れた充填剤であることを示唆している。(4)複合材料におけるナノクレイの影響をより詳しく検討するためにエックス線回折測定を行い、ナノクレイの結晶構造の変化について検証した。

非木質系リグノセルロースはマテリアル利用を試みる際、原料としての取り扱いが困難とされている。これは貯蔵時の劣化が早く安定性に不安があることや接着剤との結合阻害が生じることなどが問題となるためである。本研究では非木質系リグノセルロース繊維(特に竹繊維)を熱可塑性樹脂複合材料に利用する際の課題を検討することを目的とした。本年度の成果をまとめると以下のようになる。(1)竹繊維を微細化し、高密度ポリエチレン、カップリング剤(マレイン酸変性ポリエチレン)およびナノクレイを混合した竹ポリエチレン複合材料を作製する手法を確立した。(2)カップリング剤およびナノクレイの混合比率を変化させて複合材料の作製を行った。(3)作製した竹ポリエチレン複合材料について基礎物性試験(曲げ、引張り、衝撃試験)を行い、基礎物性に及ぼすカップリング剤およびナノクレイの効果について検討を行った。ポリエチレン単体に比べ、竹繊維を混合することで強度が増加した。このことは竹繊維がプラスチック複合材料において優れた充填剤であることを示唆している。(4)複合材料におけるナノクレイの影響をより詳しく検討するためにエックス線回折測定を行い、ナノクレイの結晶構造の変化について検証した。