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レオロジー測定によるナノセルロースのサイズ分布及び分散構造解析

通过流变测量分析纳米纤维素的尺寸分布和分散结构

基本信息

批准号：
16J05556
负责人：
田仲玲奈
金额：
$ 5.99万
依托单位：
Forest Research and Management Organization (2017)Osaka University (2016)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は前年度に引き続いて、レオロジーの手法によるナノセルロースの長さ分布評価について検討した。前年度には、ロックインアンプと動的複屈折測定装置を組み合わせることで、ナノセルロースの長さ分布と相関関係がある緩和時間分布を測定できることを明らかにした。今年度は、本実験手法の信頼性の確認を行い、実際にナノセルロースの長さ分布の評価を試みた。信頼性については、動的粘弾性測定のモデル物質の一つである臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム（CTAB）/サリチル酸ナトリウム（NaSal）水溶液を用いた測定により確認した。次に、加重平均長が340 nmのナノセルロース/グリセリン分散液を動的複屈折測定に供し、ナノセルロースの緩和時間分布を実測した。剛直性棒状高分子の希薄域における粘弾性理論を適用すると、ナノセルロースの実測緩和時間分布は、顕微鏡観察により得た長さ分布から計算した緩和時間分布と良く一致していた。すなわち、ナノセルロースの長さ分布は動的複屈折測定により評価できることが明らかになった。一方、本分散液を動的粘弾性測定に供すると、動的複屈折とは異なり、半屈曲高分子に類似したスペクトルを示した。動的複屈折では主にナノセルロースの配向由来のモードが観測されるため、ナノセルロースを剛直棒と仮定することができ、剛直性棒状高分子の理論が適用可能であった。しかし動的粘弾性では、配向モードだけでなく引張や曲げなどの屈曲性由来のモードも観察されるため、このような違いが生じたと考えられる。得られた粘弾性スペクトルを半屈曲高分子の経験的粘弾性理論（ハイブリット理論）と比較したところ、ナノセルロースの屈曲性は熱運動によって長軸方向に生じた引張変形に起因することが新たに示された。以上の成果については、現在学術雑誌への論文投稿を準備中である。国内外での学会発表も精力的に行い、計三件の招待講演も行った。

This year, compared with the previous year, the method of introducing new products and new products was discussed. The previous year's multiple refraction measurement device was assembled to measure the length distribution and correlation relationship of the two components. This year, the reliability of the implementation method is confirmed, and the evaluation of the long-term distribution of the application is conducted. The determination of the viscosity of the substance in the middle of the reaction is confirmed by the determination of the aqueous solution of CTAB/NaSal. Second, the average length of 340 nm was measured by the complex refraction measurement of the dispersion. The viscosity theory of rigid rod-like polymers is applied to the measurement of relaxation time distribution, and the calculation of relaxation time distribution is consistent. The length distribution of the film is determined by complex refraction. The viscosity of the dispersion is determined by the method of the present invention. It is possible to apply the theory of rigid rod-like polymers to the determination of the orientation of the active compound. The viscosity and orientation of the film are different from those of the film. The viscosity theory of semi-flexible polymers is compared with the theory of viscosity of semi-flexible polymers and the theory of flexural thermal motion of semi-flexible polymers is shown to be new. The above achievements are in preparation for submission. At home and abroad, the society has developed three kinds of entertainment lectures.