先端化学工学ジャーナル

概要

ポリマー複合材料用途におけるセルロース繊維のハイブリッド化学修飾アプローチ

ステファン・チホスとアンナ・マセク

次の調査研究は、セルロース繊維（Arbocel UFC100 - 超微細セルロース）の改質において、バイオポリマーの特性を容易に変える可能性がある不可欠なプロセスである乾燥の重要性を強調しています。この研究では、セルロースの化学処理とエチレンノルボルネン共重合体（TOPAS Elastomer E-140）に基づくセルロース充填ポリマー複合材の特性に対する乾燥プロセスの影響を考慮した幅広い情報を提供しています。この研究では、ポリマー複合材の用途を考慮し、熱処理とは異なる技術を採用したUFC100の水分含有量削減の重要性を強調しています。そのため、新しいハイブリッド化学改質アプローチが導入されています（図）。これは、溶媒交換（エタノールまたはヘキサンを使用）と化学処理（無水マレイン酸 - MA）の2つのステップで構成されています。セルロース繊維のハイブリッド化学修飾：パス 0 – MA による通常の表面修飾、パス 1 – MA による表面修飾前の溶媒交換、パス 2 – MA による表面修飾後の溶媒交換 強調すべき点は、実施されたすべての UFC100 処理の場合に、水分含有量の減少が実証されたことです。それでも、エタノールの使用はセルロースの吸水能力の低下に大きく貢献していると言えます (最大 1.65%)。さらに、複合試料の機械的特性に関しては、TOPAS + UFC100/ND/MA/1/E サンプルの場合に最高の性能向上が見られました。ここでは、乾燥していないセルロースが、エタノールとの溶媒交換後に MA で修飾されています。さらに、そのサンプルの場合、貯蔵弾性率の向上も検出されました。ペイン効果とフィラー効率係数はどちらも、フィラー強化特性の可能性を示しています。実施された研究では、間違いなく科学的に目新しい新しいフィラーハイブリッド修飾アプローチが導入されています。さらに、さまざまな水分含有量のセルロース繊維を充填した複合材料の特性（熱的、機械的、構造的）を考慮した貴重なデータも提供されています。