| 研究課題/領域番号 |
16K05802
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| 研究機関 | 苫小牧工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
甲野 裕之 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (70455096)
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| 研究分担者 |
田島 健次 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00271643)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | セルロースナノファイバー / バクテリアセルロース / 複合材料 / 表層改質 / 変性セルロースナノファイバー / 構造制御 / 繊維強化プラスチック |
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| 研究実績の概要 |
最終年度はセルロース産生微生物を用いた発酵ナノバクテリアセルロース（NFBC）について、表層水酸基のみを疎水性改質する目的で、アセチルエステル化を選択し、その合成条件の最適化と樹脂との複合化を検討した。
実験方法はNFBCの①溶解状アセチル化と②固液不均一状アセチル化、の２つの方法を検討した。溶解状アセチル化ではNFBCを酢酸に分散させ、硫酸を触媒として無水酢酸を作用させた。NFBCを構成するグルコースに対し、0.2～12mol倍量と変化させ、置換度（DS）の異なる試料を調製した。固液不均一状アセチル化では溶媒としてトルエンを用い、過塩素酸触媒下で無水酢酸を反応させた。NFBC構成グルコースの1.7～17 mol倍量の無水酢酸を反応させ、同様に試料を調製した。得られたアセチル化NFBCの置換状態解析はFTIR、固体高分解能NMRによって行い、内部の水素結合状態をXRDによって解析した。さらにアセチル化セルロース層とセルロース層の相分離状態は固体NMR緩和測定より確認した。樹脂との混和に向けた検討として、クロロホルム中での分散状態を検討した。具体的にはクロロホルムに分散させ、その分散液をSEMによる微細構造観察により明らかとなった。以上の検討により、表層が疎水化されたナノセルロース繊維を合成可能なアセチル化条件を明らかにした。
本研究ではNFBCの表層アセチル化に限定して検討を行なったが、アセチル基を他のエステル、エーテル基へ変更すれば、用途に応じたオーダーメード型のナノファイバーを合成できる。今後は樹脂との複合化とその優位性の実証を図ることで、北海道発の新規工業材料としての展開を図る。
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