可撓性高分子との相溶ブレンドによるセルロースエステル誘導体材料の高機能化

通过与柔性聚合物相容共混实现纤维素酯衍生材料的高功能性

• 批准号: 11J02809
• 负责人: 杉村 和紀
• 金额: $ 0.83万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J02809/
• 关键词: セルロースエステル誘導体; メタクリル酸メチル; 相溶ブレンド; 熱可塑化; 配向複屈折

共に良好な光学物性を有するセルロースアセテート(CA)とメタクリル酸メチル(MMA)ユニットを,ポリマーブレンド法により分子レベルで複合化することで,熱成型が可能,且つ熱延伸処理後に配向複屈折が生じない新規セルロース系複合材料の創製を目指した。1.セルロースアセテートプロピオネート(CAP)/N-ビニルピロリドン-MMA共重合体(P(VP-co-MMA)ブレンド系種々の側鎖組成を有するCAP試料とP(VP-co-MMA)(VPユニットはセルロースエステルと良好な相溶性を示す)との相溶性をDSC熱分析より評価し,CAPの側鎖組成・P(VP-co-MMA)の共重合組成をパラメーターとして整理した。1)CAPとP(VP-co-MMA)間の分子間水素結合,2)プロピオニル基の立体障害効果,3)ランダム共重合体の斥力効果,4)CAPの規則構造形成能等のバランスにより,CAPIP(VP-co-MMA)ブレンド系の相溶性が決定されることが示された。異なる側鎖種が混在することでCAP自身をランダム共重合体と捉えることができ,単一エステル系よりも相溶領域が拡大することが明らかとなった。さらに,一軸熱延伸に伴う分子配向挙動と複屈折の評価から,1)分子間相互作用の違いにより分子配向挙動は大きく異なること,2)CAPの側鎖組成・P(VP-co-MMA)の共重合組成を選択することで,フィルムの複屈折が制御し得ることを見出した。2.セルローストリアセテート(CTA)/アクリロイルモルホリン-MMA共重合体(P(ACMO-co-MMA)ブレンド系溶液系でのラジカル重合により,種々の共重合組成のP(ACMO-co-MMA)を合成した。共重合体化により,ACMO単体が有する高い吸湿性・ガラス転移温度という難点を克服することができた。DSC熱分析・各種分光測定から,CTAとACMOユニット問の分子間相互作用によりCTAとACMOリッチなP(ACMO-co-MMA)が相溶することが分かった。さらに,ブレンド試料の熱処理温度を適度に調整することで,CTAはMMAリッチな共重合体とも相溶化できることを見出した。この熱処理温度の調整により,CTAの結晶化度も調整でき,ブレンドフィルムの力学特性をも向上させうることが示唆された。

A good combination of optical properties, such as molecular recombination, thermoforming, and alignment recombination after thermal elongation, is proposed for the creation of new composite materials. 1. DSC thermal analysis of CAP sample P(VP-co-MMA)(VP sample P(VP-co-MMA) shows good compatibility with each other) and its compatibility. The side-lock composition of CAP sample P(VP-co-MMA) and the co-lock composition of P(VP-co-MMA) are evaluated. 1) the intermolecular water binding between CAP and P(VP-co-MMA), 2) the steric barrier effect of the ligand group, 3) the repulsive effect of the ligand complex, 4) the regular structure formation energy of CAP, etc. The solubility of CAP (VP-co-MMA) ligand system is determined. The CAP itself is a hybrid of different species. The CAP itself is a hybrid of different species. 1) Molecular alignment and complex refraction associated with one-axis thermal extension are discussed. 2) Molecular alignment and complex refraction associated with one-axis thermal extension are discussed. 2. The synthesis of P(ACMO-co-MMA) co-polymer (P(ACMO-co-MMA)) from solution system of CTA/CTA. Acmo monomer has high moisture absorption, high temperature and high temperature. DSC thermal analysis, various spectroscopic measurements,CTA and ACMO interaction between molecules, CTA and ACMO P(ACMO-co-MMA) phase dissolution, separation, etc. In addition, the heat treatment temperature of the sample should be adjusted appropriately, so that CTA can dissolve the MMA composite. The heat treatment temperature adjustment,CTA crystallization degree adjustment, the mechanical properties of the crystal structure adjustment upward, so as to improve the performance.

项目成果

セルロースアセテートプロピオネートIN-ビニルピロリドン-メタクリル酸メチル共重合体ブレンド系の相溶性評価ならびに分子配向挙動の解析

醋酸丙酸纤维素IN-乙烯基吡咯烷酮-甲基丙烯酸甲酯共​​聚物共混体系相容性评价及分子取向行为分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 杉村和紀;寺本好邦;西尾嘉之
• 通讯作者: 西尾嘉之

グリーンマテリアルの新展開 : (1)セルロースエステルのポリマーブレンドならびにグラフト共重合体～配向特性と光学機能の制御～

绿色材料新进展：（1）纤维素酯的聚合物共混物和接枝共聚物-取向性能和光学功能的控制-

• 发表时间: 2013
• 期刊: 日本接着学会誌
• 作者: Xu S;ほか;寺本好邦 ,杉村和紀 ,西尾嘉之
• 通讯作者: 寺本好邦 ,杉村和紀 ,西尾嘉之

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Cellulose propionate/poly(N-vinyl pyrrolidone-co-vinyl acetate) blends : dependence of the miscibility on propionyl DS and copolymer composition

丙酸纤维素/聚（N-乙烯基吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯）共混物：混溶性对丙酰 DS 和共聚物组成的依赖性

• DOI: 10.1007/s10570-012-9797-y
• 发表时间: 2013
• 期刊: Cellulose
• 影响因子: 5.7
• 作者: K. Sugimura;S. Katano;Y. Teramoto;Y. Nishio
• 通讯作者: Y. Nishio

セルロースアセテートプロピオネートIN-ビニルピロリドン-メタクリル酸メチル共重合体ブレンド系:エステル組成と共重合組成を関数とした相溶性の評価

乙酸丙酸纤维素 IN-乙烯基吡咯烷酮-甲基丙烯酸甲酯共​​聚物共混体系：作为酯组成和共聚物组成函数的相容性评价

• 发表时间: 2012
• 作者: 杉村和紀;寺本好邦;西尾嘉之
• 通讯作者: 西尾嘉之