Development of novel regenerated cellulose material using LiBr aqueous solution as cellulose solvent

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K07506
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 木村 聡 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (00420224)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 和田 昌久 京都大学, 農学研究科, 教授 (40270897)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: セルロース / LiBr / エマルジョン / ビーズ

Outline of Annual Research Achievements

LiBr水溶液によるセルロース溶液からwater in oil （W/O）エマルジョン法で真球状のナノ多孔性ビーズが調製でき、それがサイズ排除クロマトトグラフィー（GPC）の充填材として性能を有することをこれまでの研究で明らかにした。セルロースのビーズ化は高温で行う必要があるので高沸点のオルトジクロロベンゼンを油相として使用していたが、セルロースビーズを様々な材料へ応用展開するためには比石油系かつ毒性の低い油相で行うことが望ましい。そこで、オレイン酸やリノール酸等のバイオマスベースの油相によるW/Oエマルジョンの検討に取り組んだ。まず、オレイン酸またはリノール酸と界面活性剤としてSpan80を使用することでセルロースをビーズ化でき、Span80の濃度を変えることで粒径制御できることがわかった。しかし、界面活性剤の変更など様々な条件を試みたもののビーズの形は真球状ではなかった。すなわち、現時点において、W/Oエマルジョン法による真球状セルロースビーズの調製にはオルトジクロロベンゼンとSpan80の使用が最適であると考えられた。窒素吸着測定による比表面積は200 m2/gであること、電子顕微鏡観察の結果から、植物油系で調製したセルロースビーズもオルトジクロロベンゼンで作製したセルロースビーズと同様なナノ多孔性構造を有することがわかった。植物油系で調製できるセルロースビーズは均一な粒径が望まれるGPC充填材としての利用は難しいものの、環境調和型の吸着材や徐放剤としては十分な性能を有することが示された。