(2017年5月30日 10:00〜11:10)
セルロースナノファイバーの様々な調製技術について、基礎と実用化に向けての動向を紹介する。 また、ファイバーをフィラーとする複合材料やナノコンポジットの基礎を学ぶことにより、セルロースナノファイバーを用いる複合材料への理解を深める。加えて、セルロースナノファイバー含有高分子複合材料の代表的な調製方法を紹介し、実用性の高い技術を中心に最近のトピックスを講演者の研究成果を交えて示す。
(2017年5月30日 11:15〜12:25)
セルロースナノファイバーは、優れた力学的特性、耐熱性、低線熱膨張性を有し、且つ軽量であることからプラスチック補強繊維としての用途も注目されている。京都ではセルロースナノファイバーのプラスチック構造部材の研究開発を10年以上にわたって行ない、2016年3月にはその一貫製造システムである京都プロセスプラントが完成し、現在各方面への材料供給を開始している。 本発表では、京都プロセス材料のポテンシャル、特性、今後の展開について紹介する。また国内外の動向についても幾つかを紹介する。
(2017年5月30日 13:15〜14:25)
セルロースナノファイバーは、木材などの植物が作り出す天然の高結晶性ナノファイバーであり、高強度・高弾性率・低熱膨張率などの優れた物性を有するため、高分子材料の補強材料としての利用が期待されている。しかし、親水性のセルロースと疎水性の高分子を複合化することが難しいという課題を有している。 本講演では、TEMPO酸化という手法を用いて、セルロースナノファイバーを疎水性高分子とナノレベルで均一複合化する手法と、得られる複合材料の力学/熱機械物性について発表する。
～粉体CNFの特性、プラスチック・ゴム・塗料への分散、消臭剤への活用～
(2017年5月30日 14:30〜15:40)
日本が保有する森林資源をナノファイバー化し有効利用するためには、効率良い製造方法とその用途開発が必要である。用途開発については工業利用を中心に紹介していく。
(2017年5月30日 15:50〜17:00)
セラミックス製品は最後に高温で焼成するため、耐熱温度の低いセルロースナノファイバーは混ぜられないという先入観を持ってしまいがちであるが、焼成を必要としないセラミックスもある。 本講演では、セルロースナノファイバーとバイオセラミックスの複合化方法や物性について解説し、用途展開について紹介する。
～環境規格から工業規格への構造標準化～
(2017年6月20日 11:00〜12:30)
植物はその生育環境に最適化されており、その形状、内部構造、分子組成は全て異なっている。中でもリグニンは、その基本構造が環境平衡の下で形成されるため構造と反応性が極めて多様であり、現在なお機能的な応用には至っていない。 多様性とその平衡から成り立つ生態系を、構造的振れを極度に排除した工業製品の原料として位置付けるためには、生物素材の段階的構造収束と特徴付け (機能開発) が必須となる。 本講義では、樹木細胞壁成分利用のキーとなるリグニンについて、その構造特性、反応性、工業的利用の現状と課題を総括すると共に、リグニンを分子セグメント複合体という新たな切り口で捉え、分子構造的規格化を行いながらそれを逐次解きほぐしユニバーサルな工業原料へと転換する新たなシステム技術について紹介する。
(2017年6月20日 13:20〜14:50)
木材などの木質バイオマスからリグニンを取り出し、得られたリグニンが現在どのように利用されれているか、さらに、今後どのように利用しようしているかの動向を講義する。
(2017年6月20日 15:00〜16:30)
木質バイオマスの20～30%を占めるリグニンをエポキシ樹脂に応用し、熱硬化性樹脂としての可能性を調べた。ポリフェノール構造であるリグニンおよびフェノール化されたリグノフェノールでエポキシ樹脂を硬化させた。その結果、フェノール硬化エポキシ樹脂と遜色ない硬化性を示し、耐熱性の目安であるガラス転移温度は190℃を超える高い値を示した。さらに、フェノール樹脂と同様にエピクロルヒドリンによるエポキシ化も可能であることが確認されている。エポキシ化リグニンの硬化反応、硬化物物性についても述べる。
～環境規格から工業規格への構造標準化～
(2017年6月20日 11:00〜12:30)
植物はその生育環境に最適化されており、その形状、内部構造、分子組成は全て異なっている。中でもリグニンは、その基本構造が環境平衡の下で形成されるため構造と反応性が極めて多様であり、現在なお機能的な応用には至っていない。 多様性とその平衡から成り立つ生態系を、構造的振れを極度に排除した工業製品の原料として位置付けるためには、生物素材の段階的構造収束と特徴付け (機能開発) が必須となる。 本講義では、樹木細胞壁成分利用のキーとなるリグニンについて、その構造特性、反応性、工業的利用の現状と課題を総括すると共に、リグニンを分子セグメント複合体という新たな切り口で捉え、分子構造的規格化を行いながらそれを逐次解きほぐしユニバーサルな工業原料へと転換する新たなシステム技術について紹介する。
(2017年6月20日 13:20〜14:50)
木材などの木質バイオマスからリグニンを取り出し、得られたリグニンが現在どのように利用されれているか、さらに、今後どのように利用しようしているかの動向を講義する。
(2017年6月20日 15:00〜16:30)
木質バイオマスの20～30%を占めるリグニンをエポキシ樹脂に応用し、熱硬化性樹脂としての可能性を調べた。ポリフェノール構造であるリグニンおよびフェノール化されたリグノフェノールでエポキシ樹脂を硬化させた。その結果、フェノール硬化エポキシ樹脂と遜色ない硬化性を示し、耐熱性の目安であるガラス転移温度は190℃を超える高い値を示した。さらに、フェノール樹脂と同様にエピクロルヒドリンによるエポキシ化も可能であることが確認されている。エポキシ化リグニンの硬化反応、硬化物物性についても述べる。