研究課題
木材パルプや古紙、柑橘の搾汁残渣など植物繊維を原料として調製可能なセルロースナノファイバー（CNF）は、軽量、高強度、高透明性、高比表面積など高機能を有し、自動車の部材や、家電の筐体、化粧品の素材など多岐にわたる用途開発が国内外の研究機関や企業で行われている。しかし、CNFは、植物繊維のナノ化の過程で、熱分解温度が低下する傾向にあり、CNFの耐熱化や熱分解の抑制が課題の一つとされている。本研究は、CNFの機能化による用途拡大を目指し、CNFの熱分解に関わる解析およびセルロースで蓄積された知見を活かす事で、CNFの熱分析に関する基礎的知見の拡充を行うと共にCNFの耐熱化を図るものである。昨年度は、酵素処理による非晶セルロースおよびヘミセルロースの除去を検討し、緩衝液を使わないセルラーゼ処理やヘミセルラーゼ処理によって、市販CNFの熱分解温度を上昇させる事がわかった。当該年度は、市販CNFに含まれる熱分解温度の低い組成や部位を除去する為、引き続き酵素処理の検討を進めた結果、セルラーゼ処理ではCNFが短繊維化するのに対し、ヘミセルラーゼ処理では、短時間の酵素反応でCNFの繊維長を維持した状態で熱分解温度を上昇させた。作用機作については詳細を調査する必要があるものの、市販CNFの耐熱化法の一つとして、ヘミセルラーゼ処理が有効であった。構成糖分析の結果、キシロースの割合が減少した事から、熱分解しやすいキシランの一部がヘミセルラーゼ処理によって除去された事によって熱安定性が向上したと考えられる。
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