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発光ナノカーボンを用いた環境低負荷型ポリプロピレン系ブレンド材料の長寿命化

研究課題

研究課題/領域番号 16K14456
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関金沢大学

研究代表者

新田 晃平  金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (70260560)

研究分担者 比江嶋 祐介  金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (10415789)
研究協力者 田窪 悦子  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードPhotostability / Nanocarbon / Polymer blend / Degradation / 光劣化 / カーボンドット / ポリオレフィン / イソタクチックポリプロピレン / 発光ナノカーボン / コンポジット / 高分子材料物性 / ナノカーボン / 高分子構造・物性
研究成果の概要

イソタクチックポリプロピレン(iPP)をベース樹脂として、軟質のポリプロピレンカーボネート(PPC)をバインダーとして、発光ナノカーボン(CDs)を少量添加することにより、iPPとほぼ同等の力学物性をもち、iPPよりも耐光性に優れたブレンド材料の調製に成功した。また、このブレンド材料においては、材料強度の低下が顕著になる以前に、紫外線照射下における蛍光強度が低下することから、添加したCDsによる劣化状態の可視化および予防的診断が可能であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

iPPは汎用樹脂として日用品に広く用いられているが、紫外線に対する耐光性が低く、また寿命予測が困難であることが、大型部材など長期用途への展開の妨げとなっている。本研究で開発したブレンド材料は、、iPPとほぼ同等の力学物性をもつ上に、iPPよりも耐光性に優れており、iPPの耐候性向上のための添加剤開発や物性改質のための技術開発に対して、新しい指針を提供するものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Microscopic structurall changes during photodegradation in low-density polyethylene detected by Raman spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hiejima, Takumitsu Kida, Kento Takeda, Toshio Igarashi and Koh-hei Nitta
    • 雑誌名

      Polymer Degradation and Stability

      巻: 150 ページ: 67-72

    • DOI

      10.1016/j.polymdegradstab.2018.02.010

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ラマン分光法を用いたポリオレフィン材料のモルホロジー変化の観察2018

    • 著者名/発表者名
      比江嶋祐介, 木田拓充, 新田晃平
    • 雑誌名

      次世代ポリオレフィン総合研究

      巻: 12 ページ: 96-98

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ラマン分光法を用いた高分子成形体の配向マッピングと劣化診断2018

    • 著者名/発表者名
      比江嶋祐介, 木田拓充, 五十嵐敏郎, 新田晃平
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 63 ページ: 178-182

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effects of poly(propylene carbonate) additive prepared from carbon dioxide on the tensile properties of polypropylene2017

    • 著者名/発表者名
      Etsuko Takubo, Yusuke Hiejima, Koh-hei Nitta and Kiyoshi Nishioka
    • 雑誌名

      J. Appl. Polym. Sci.

      巻: 134 号: 36 ページ: 45266-45273

    • DOI

      10.1002/app.45266

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ラマン分光法を利用したプラスチック材料の非破壊・非接触劣化診断2017

    • 著者名/発表者名
      比江嶋祐介, 木田拓充, 五十嵐敏郎, 新田晃平
    • 雑誌名

      コンバーテック

      巻: 537 ページ: 76-78

    • NAID

      40021419163

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis of Photoluminescent Nanocarbon from Hydroxylic Acids and Amines2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hiejima and Mitsuhiro Kanakubo
    • 雑誌名

      Journal of Solution Chemistry

      巻: 45 号: 11 ページ: 1560-1570

    • DOI

      10.1007/s10953-016-0531-5

    • NAID

      120005895695

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高次構造に着目したイソタクチックポリプロピレンの熱劣化機構2019

    • 著者名/発表者名
      有岡智子, 比江嶋祐介, 新田晃平
    • 学会等名
      マテリアルライフ学会 第23回春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イソタクチックポリプロピレンの熱劣化機構に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      有岡智子, 比江嶋祐介, 新田晃平
    • 学会等名
      日本レオロジー学会中部支部第13回修士論文発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Non-destructive Detection of Microscopic Structrural Changes in Polyethylene during Photodegradation by Raman Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Hiejima, T. Kida, T. Igarashi and K.-H. Nitta
    • 学会等名
      SPE ANTEC 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イソタクチックポリプロピレンの熱劣化過程における高次構造の変化2018

    • 著者名/発表者名
      有岡智子, 比江嶋祐介, 新田晃平
    • 学会等名
      マテリアルライフ学会 第29回研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高次構造変化に基づくイソタクチックポリプロピレンの熱劣化機構の検討2018

    • 著者名/発表者名
      有岡智子, 比江嶋祐介, 新田晃平
    • 学会等名
      平成30年度高分子学会北陸支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノドットのソルボサーマル合成における溶媒効果2018

    • 著者名/発表者名
      酒井直希, 比江嶋祐介, 新田晃平
    • 学会等名
      化学工学会第83年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] イソタクチックポリプロピレンにおける分子凝集状態が及ぼす光劣化への影響2017

    • 著者名/発表者名
      田窪悦子, 比江嶋祐介, 新田晃平
    • 学会等名
      成形加工シンポジア'17
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子材料における微視的構造変化のその場ラマン分光観察2017

    • 著者名/発表者名
      比江嶋祐介
    • 学会等名
      化学工学会 金沢大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラスチックにおける劣化状態の非破壊非接触接触診断2017

    • 著者名/発表者名
      比江嶋祐介
    • 学会等名
      金沢大学 新技術説明会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 管型反応器によるカーボンナノドットの発光特性の制御2017

    • 著者名/発表者名
      酒井直希, 比江嶋祐介, 新田晃平
    • 学会等名
      化学工学会第49秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of photodegradation in polypropylene nanocomposites2016

    • 著者名/発表者名
      Etsuko Takubo, Yusuke Hiejima and Koh-hei Nitta,
    • 学会等名
      Etsuko Takubo, Yusuke Hiejima and Koh-hei Nitta
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2016-11-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of photoluminescent nanocarbon and application as photostabilizer for polypropylene blends2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hiejima, Etsuko Takubo, Naoki Sakai and Koh-hei Nitta
    • 学会等名
      12th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis (NMS-XII)
    • 発表場所
      Changsha, China
    • 年月日
      2016-10-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] カーボンナノドットをドープしたポリプロピレンカーボネートの添加によるポリプロピレンの光劣化への影響2016

    • 著者名/発表者名
      田窪悦子, 比江嶋祐介, 新田晃平,
    • 学会等名
      マテリアルライフ学会第27回研究発表会
    • 発表場所
      滋賀県立大学
    • 年月日
      2016-07-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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