Elucidation of Appearing Mechanism for Anisotropic Water Repellent Adherablity of Polypropylene and Their Functions Control

聚丙烯各向异性拒水粘合性出现机理的阐明及其功能控制

基本信息

批准号：
22K04724
负责人：
高橋紳矢
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

1．ナノ材料を埋め込んだポリプロピレン複合材の作製と評価これまでに最適化した手法を用い、ポリプロピレン(PP)フィルムにクレーズ複合を施し、ナノ材料埋込み用の周期微多孔フィルムを作製した。続いて、このフィルムに基準となるカーボンナノチューブ(CNT)以外のナノ材料を埋め込んだ複合材試料を調製し、界面化学評価を行った。さらに、このフィルムの応用としての大気集水性についても初期検討を行った。2．セルロースナノファイバーを埋め込んだ同複合材の界面化学特性埋込みナノ材料として、セルロースナノファイバー(CNF)と親水化したCNF(HPb-CNF)を用いた。CNF/PP表面の走査電顕像を観察したところ、CNT/PPにみられたような微多孔相内の襞状のCNT小凝集塊ではなく、それより大きな凝集単位で、しかも局所的にCNFが埋め込まれていることが確認された。こうした表面の凝集構造の相違がぬれ性に対して異なる効果を発現するものと予測した。微多孔相に対して平行、垂直の二方向から観察した接触角、滑落角測定の結果、ナノ材料の外殻表面の極性と上述の表面形態に依存した対水ぬれ性、水滴付着力を示すことが判明した。加えて、CNT/PPを含めた各試料の表面自由エネルギー(SFE)測定の結果、見掛けのはっ水性に反して水滴の付着力が増大した主因はSFEの分散力成分の増大であったことが判明し、埋め込まれたナノ材料の集合構造に起因した凝集力が重要であることが示唆された。一方、先行研究でCNT/PPが示したはっ水だが水を付着する、はっ水湿潤性を同様に有する材料はCNFを疎水化したHPb-CNF/PPであることが示された。3．CNT/PP複合材の大気集水性現状、当該材料の集水性は他の比較材料との間に有意な有効性を見出せていない。集水性の向上には、水滴の着滴性よりも排滴頻度を高める必要がある。

1。使用纳米材料嵌入的纳米材料的聚丙烯复合材料的制备和评估，使用到目前为止优化的方法，将聚丙烯（PP）膜膜进行凝聚复合材料，以制备定期微孔膜以嵌入纳米材料。随后，制备了嵌入标准碳纳米管（CNT）以外的纳米材料的复合样品，并进行了植入界面化学。此外，还对这部电影的应用也对空气水的收集性进行了初步考虑。 2。纤维素纳米纤维（CNF）和氢化CNF（HPB-CNF）用作嵌入纤维素纳米纤维的复合材料的嵌入纳米材料。当观察到CNF/PP表面的扫描电子显微镜图像时，证实CNF是局部嵌入的，而不是在CNT/PP中看到的微孔相褶中的小CNT聚集。据预测，表面上聚集结构的这些差异对润湿特性表现出不同的影响。从两个方向观察到的接触和滑动角度测量平行于微孔阶段，表明纳米材料的外壳表面的极性和上面描述的表面形态显示出水的水力和水滴粘附力取决于纳米材料的外壳表面的极性。此外，包括CNT/PP在内的每个样品的表面自由能（SFE）测量表明，尽管水滴显着脱水，但水滴粘附增加的主要原因是SFE的分散力成分的增加，这表明由嵌入式纳米材料的组装结构引起的凝聚力很重要。另一方面，先前的研究表明，CNT/PP的材料（较少含水剂但具有较少水的湿润润湿性能）类似地表现出HPB-CNF/PP，它与CNF杂化。 3。尚未发现CNT/PP复合材料的大气水收集性以及材料的水收集性的当前状态尚未发现与其他比较材料相对于其他比较材料有效。为了提高水的收集性，有必要增加排出水滴的频率，而不是要施加的液滴。