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TEMPO酸化セルロースナノファイバーの表面化学改質

TEMPO氧化纤维素纳米纤维的表面化学改性

基本信息

批准号：
11J03027
负责人：
藤澤秀次
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
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 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03027/
关键词：
セルロース TEMPO触媒酸化複合材料ポリ乳酸ポリスチレン

项目摘要

近年、最も地球上に多量に存在する植物資源(バイオマス)であるセルロースの材料利用が重要視されている中、セルロース系新規ポリマーナノコンポジットの調製を行った。ポリマーマトリックスとしては、ポリ乳酸(PLLA)を用いた。PLLAは生分解性プラスチックとして、石油由来プラスチックの代替として用途拡大が期待されているが、強度・耐熱性に課題がある。よって本研究では、セルロースナノフィブリルをポリ乳酸中でフィラーとして用いたバイオ系ポリマーナノコンポジットを調製し、上述の課題解決を行った。本手法により得られたポリマーナノコンポジットはこれまで報告されているセルロース/ポリ乳酸コンポジットよりも優れた強度を示した。フィルムの力学物性を引張試験により評価したところ、PEG-TOCN添加量に伴ってフィルムのヤング率・最大強度が増加した。ヤング率の増加傾向は、理論式であるHalpin-Tsai式、Voigt-Reuss式と極めてよく一致しており結晶性セルロースナノフィブリルの補強効果を最大限に発揮できたと言える。さらに、1wt%の添加で破断仕事が52%増加した。これは、これまで課題とされていた、セルロースナノフィブリルの分散性およびポリマーマトリックスとの相互作用を改善し、結晶性セルロースナノフィブリルの補強ポテンシャルを最大限に発揮できたためであると分かった。また、表面改質したセルロースナノフィブリルは優れた核剤効果を示すことが分かった。このように、本研究によってポリ乳酸の課題である強度と耐熱性を改善でき、ポリ乳酸の用途拡大が大いに期待できるといえる。これら結果は、循環型社会構築が叫ばれる現代において非常に大きな成果である。

In recent years, there are many plant resource sources on the earth, and the utilization of plant resources is an important aspect of the new regulation of plant resources. The use of PLLA PLLA has great expectations for its biodegradability, petroleum origin, substitution, and use, and its strength and heat resistance are problems. This study is aimed at solving the problem mentioned above. The method is to report the quality of the product. The mechanical properties of PEG-TOCN increased with the increase of PEG-TOCN content. The increase tendency of the rate of crystallization, the theoretical formula, the Voigt-Reuss formula and the maximum limit of the reinforcement effect Today, 1wt% of the increase was due to a 52% increase in breakdowns. This is the problem of improving the dispersion and interaction of crystalline materials and strengthening the dispersion and interaction of crystalline materials. The surface of the material is modified to give rise to a mixture of particles. This study is aimed at improving the strength and heat resistance of poly (lactic acid). The result is that the construction of a circular society is called a modern and very important achievement.