2014 Fiscal Year Annual Research Report
製紙スラッジ由来セルロースナノ繊維の低コスト抽出法の開発とバイオ複合材料への応用
| Project/Area Number |
24656394
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokushima |
|---|
Principal Investigator |
高木 均 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (20171423)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ナカガイト アントニオ・ノリオ 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (50523156)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | セルロースナノ繊維 / 製紙スラッジ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，製紙工場から採取した製紙スラッジに対して水酸化ナトリウム処理，亜塩素酸処理，硫酸処理，超音波処理等を施して微細化したセルロースナノ繊維と，グラインダー処理を行ってセルロース繊維からダイレクトに微細化したセルロースナノ繊維の2種類を作製した．そしてそれぞれをセルロースナノ繊維含有量が10wt%となるようにPVA(Polyvinyl alcohol)に添加したナノコンポジットを試作し，このナノコンポジットの力学的特性を引張試験により調査した．
その結果，亜塩素酸処理，硫酸処理，超音波処理によって抽出したセルロースナノ繊維で強化したナノコンポジットは，処理条件を調整することで繊維，タルク共に微細化が進み，引張強度とヤング率は115MPa，6.8GPaとなり，PVA単体よりもそれぞれ47%，45%向上することが確認できた．一方，グラインダー処理を行った場合，処理回数の増加により微細化が進んだにもかかわらず機械的特性は向上せず，グラインダー処理を2回行って抽出したセルロースナノ繊維を用いたナノコンポジットの引張強度とヤング率は，91MPa，5.6GPaと低くなった．この試験結果から亜塩素酸処理，硫酸処理，超音波処理により抽出したセルロースナノ繊維の特性と比較してそれぞれ21%，18%低下することを確認した．
以上の実験結果から，製紙スラッジの微細化を行うことで，タルクなどのミネラル分を残留させたままでも樹脂の強化材としての適性を有することがわかった．また樹脂の強化材として用いる場合，製紙スラッジの微細化には化学処理が有効であることが明らかとなった．
|
