权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

攪拌解繊による植物資源からの均一セルロースナノファイバー製造

利用植物资源搅拌解纤生产均匀的纤维素纳米纤维

基本信息

批准号：
10J04452
负责人：
上谷幸治郎
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

ナノ繊維を材料利用する際、長さや形状パラメータが極めて重要である。数μm以上の長いナノ繊維の長さについて、これまで電子顕微鏡や光散乱などが用いられたが、汎用性のある測定方法が存在しなかった。そこで申請者は、ナノ繊維の構造解析の切り口としてコーヒーリングという構造化手法を選んだ。コーヒーリングは、基板上で蒸発する液滴内でコロイドがコンタクトライン近傍に濃縮される現象である。サイズや形態が異なる粒子は、異なるリング幅を示した。リング幅の濃度依存性(プロットの傾き)が、繊維の形を示す形状指数となる。理論構築の結果、リングの体積を近似する事で、コロイドの排除体積が求まった。スギ由来のセルロースナノ繊維は、ランダムコイル形態をとり、軸比の小さい立体(半径632.22nmの球と同体積)に濃度1.08wt%で内包され、代表長さは11.33μm(軸比344)と算出された。コーヒーリング法は、デバイ長が求まる分散系であれば、コロイド種によらず長さ測定・形態の算出が可能であり、系間の相対比較に適し、半定量的な平均値が得られる。束や分岐を持つ多分散の天然繊維の解析に適し、ナノ繊維の平均的サイズ・形状が初めて簡便に比較・評価できるようになった。さらに二次元および三次元における液滴乾燥手法(コーヒーリングおよび噴霧乾燥粒子化)を用い、繊維の形態と自己組織化能の関係を調べた。コーヒーリングの端において棒状セルロースウィスカーはネマチック転移したのに対し、半屈曲性セルロースファイバーは等方性を維持した。この2次元の液滴乾燥手法を3次元の噴霧乾燥(スプレードライ法によるマイクロ粒子化)に拡張した所、いずれの繊維も低濃度噴霧では非常に扁平なマイクロ粒子に乾燥した。特に棒状ウィスカーの粒子では、その縁に分厚い配向層が自己組織的に形成された。繊維の自己組織化能はその形態に大きく影響されたことから、セルロースナノファイバーのコロイド分散状態から高次構造を構築する際には、繊維の形態制御が必要となることが実験的に確認された。

It is important to use the material in the long run. The measurement method for the length of several μm or more is available for electronic micromirrors and light scattering. The applicant shall select the structural analysis method of the dimension. The phenomenon of concentration in the vicinity of the liquid droplets evaporated on the substrate The particle size is different from the particle size. The concentration dependence of the amplitude and the shape index of the dimension are shown. The results of theoretical construction, volume approximation, and excluded volume are obtained. The results show that: (1) the concentration is 1.08wt% and the representative length is 11.33μm(axial ratio 344). The dispersion system is determined according to the method of separation, the length of the dispersion system is determined according to the method of separation, the length of the dispersion system is determined according to the method of separation, the calculation of the morphology is possible according to the method of comparison between the dispersion systems, and the semi-quantitative average value is obtained. The analysis of the natural dimension of the bundle is suitable, and the average dimension of the bundle is easy to compare. The relationship between the two-dimensional and three-dimensional droplet drying methods (such as spray drying and granulation) and the morphology and organization of the particles is adjusted. The end of the chain is a rod, and the end of the chain is a rod. The two-dimensional droplet drying method is three-dimensional spray drying (pre-drying method), which is very flat and low concentration spray drying. Special rod-like particles are formed by the alignment layer of the material. The structure of the structure