2021 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of Fibers and Non-Woven for Multifunctionalized Tough Crystalline-Gels
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21H01994
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Research Institution | Yamagata University |
Principal Investigator |
宮 瑾 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 准教授 (30631759)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松葉 豪 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (10378854)
石神 明 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 助教 (50877420)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Keywords | ゲル / 繊維 / ナノファイバー / マイクロフィルム |
Outline of Annual Research Achievements |
(1) UV-ES法で紡糸可能なゲル配合の選定に成功した。アモルファス性を担うモノマーN,N-ジメチルアクリルアミド,および結晶性を担うモノマーアクリル酸エチルを用いて,UV-ES法でそれぞれのゲル繊維の作製に成功した。ポリ(N,N-ジメチルアクリルアミド)ゲルは親水性であり,強度は高い。ポリ(アクリル酸エチル)ゲルは疎水性であり,比較的に伸縮性がよい。 (2) 紡糸条件の設定・最適化を検討した。ポリ(N,N-ジメチルアクリルアミド)ゲルとポリ(アクリル酸エチル)ゲルを用いて,(ⅰ)半硬化ゲル反応液の粘度,(ⅱ)送液速度,(ⅲ)印加電圧,(ⅳ)ノズル先端からコレクターまでの距離(射出距離)等の実験パラメータがゲル繊維に与える影響を検討した。UV-ESのパラメータがゲル繊維へ与える影響が明らかになった。ポリ(N,N-ジメチルアクリルアミド)ゲルの場合は,粘度について,最も繊維径分布が狭く尚且つ平均径175 nmと極細繊維作製可能な条件が粘度700 mPa・sであることが分かった。押出速度について,送液速度の増加に伴い繊維径の増加が考えられたが,実際は繊維が細くなり,作製できた繊維の形状が変化することがわかった。ポリ(アクリル酸エチル)ゲルの場合は,粘度200~700 mPa・sでは3~15 μmの繊維が得られ,繊維の表面には皺が観察された。粘度200~700 mPa・sでは粘度により平均繊維径に大きな変化は見られないが繊維表面の皺の幅は粘度に反比例していた。送液速度を上げた場合平均繊維径は大きくなったが皺の幅に大きな変化は見られなかった。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通りに,UV-ES法で紡糸可能なゲル配合の選定を行い,UV-ES工程の主要実験パラメータを制御して,2種類のゲル,ポリ(N,N-ジメチルアクリルアミド)ゲルとポリ(アクリル酸エチル)ゲルの繊維作製に成功した。実験パラメータ半硬化ゲル反応液の粘度,送液速度,印加電圧,ノズル先端からコレクターまでの距離等がゲル繊維に与える影響を検討し,その影響が明らかになった。これらの結果はこれからのゲル繊維の作製にとても重要な基礎データである。
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Strategy for Future Research Activity |
今年度研究の結果から得られた知見に基づき,UV-ES工程の各パラメータがさらにゲル繊維の力学物性,機能に与える影響を明確にするとともに,ゲル繊維の構造物性評価を行い,構造デザインによるゲル繊維の特性の制御 も検討する。自己修復ゲル,または可逆Diels-Alder反応の官能基を導入した自己修復ゲルの繊維の創成を試みる。
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Research Products
(6 results)