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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04724/
• 关键词: 周期メソポーラスフィルム; セルロースナノファイバー; はっ水湿潤性; 動的ぬれ性; 大気集水性; ローズペタル効果; はっ水付着性; ぬれの異方性; ナノサイズ粒子; 複合ポリプロピレンフィルム

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. ナ ノ material を buried め 込 ん だ ポ リ プ ロ ピ レ ン と evaluation of the compound material の cropping 価 こ れ ま で に optimization し た gimmick を い, ポ リ プ ロ ピ レ ン (PP) フ ィ ル ム に ク レ ー ズ composite を し, ナ ノ material buried 込 み with micro porous の cycle フ ィ ル ム を cropping し た. 続 い て, こ の フ ィ ル ム に benchmark と な る カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ (CNT) の ナ ノ material を buried め 込 ん だ compound material sample を modulation し, interfacial chemistry review 価 を line っ た. さ ら に, こ の フ ィ ル ム の 応 with と し て の large 気 water-based に つ い て も early 検 line for を っ た. 2 セ ル ロ ー ス ナ ノ フ ァ イ バ ー を buried め 込 ん だ with compound material の interface chemistry buried 込 み ナ ノ material と し て, セ ル ロ ー ス ナ ノ フ ァ イ バ ー (CNF) と hydrophilization し た CNF (HPb - CNF) を い た. CNF/PP surface の walkthrough electric 顕 like を 観 examine し た と こ ろ, CNT/PP に み ら れ た よ う な の fold within the micro porous phase の CNT small agglutination block で は な く, そ れ よ り big き な agglutination 単 で, し か も bureau of に CNF が buried め 込 ま れ て い る こ と が confirm さ れ た. こ う し た の の aggregation structure surface digitization が ぬ れ sex に し seaborne て different な る unseen fruit を 発 now す る も の と be し た. Micro porous phase に し seaborne て direction parallel and vertical の か ら 観 examine し た determination of contact Angle and slide Angle の results, ナ ノ material の の shell surface polarity と の above surface morphology に dependent し た water seaborne ぬ れ sex and water droplets to pay focus on を す こ と が.at し た. Add え て, CNT/PP を め た each sample の surface free エ ネ ル ギ ー (SFE) の results, see hanging け の は っ water-based に anti し て droplets の pay focus on が raised large し た main は SFE の dispersion force component の raised large で あ っ た こ と が.at し, buried め 込 ま れ た ナ の ノ materials collection structure cause に し た cohesion of important で が あ る こ と が Sot された. Party, leading research で CNT/PP が shown し た は っ water だ が water を pay す る, は っ water wettability を with others に have す る material は CNF を 疎 hydration し た HPb - CNF/PP で あ る こ と が shown さ れ た. 3. The current situation of <s:1> water collection capacity of CNT/PP composite materials, when the <s:1> water collection capacity <e:1> of this material is compared with that of other <s:1> materials と <e:1>, the に intentional な effective を is found to be せて な な な. Water collection <s:1> upward に に, water droplet <s:1> dripability よ <s:1> <s:1> <s:1> frequency of droplet discharge を high める necessary がある.

项目成果

表面処理の考え方と最近の検討事例紹介

表面处理的概念及近期研究案例介绍

• 发表时间: 2023
• 作者: 城崎智洋;永岡昭二;高橋紳矢
• 通讯作者: 高橋紳矢

異方的はっ水湿潤性を持つポリプロピレン/ カーボンナノチューブ複合素材のぬれ性と集水能の関係

各向异性拒水润湿性聚丙烯/碳纳米管复合材料的润湿性与集水能力的关系

• 发表时间: 2022
• 作者: 保泉慎;猪熊遼太;武野明義;高橋紳矢
• 通讯作者: 高橋紳矢

ナノ材料を埋め込んだ周期微多孔ポリプロピレンフィルムのぬれ性解析

纳米材料嵌入周期性微孔聚丙烯薄膜润湿性分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 菅沼優斗;保泉慎;入澤寿平;武野明義;高橋紳矢
• 通讯作者: 高橋紳矢

異方的はっ水湿潤性をもつポリプロピレン/カーボンナノチューブ複合素材の大気集水能

各向异性拒水润湿性聚丙烯/碳纳米管复合材料的大气集水能力

• 发表时间: 2022
• 作者: 保泉慎;猪熊遼太;武野明義;高橋紳矢
• 通讯作者: 高橋紳矢

接着界面科学研究会の活動紹介と表面処理の考え方

粘合剂界面科学研究组的活动介绍和表面处理的概念

• 发表时间: 2022
• 作者: 保泉慎;猪熊遼太;武野明義;高橋紳矢;高橋紳矢
• 通讯作者: 高橋紳矢