リグニンナノ粒子とボロンナトリドナノシートで改造された高強度,耐水性ポリビニルアルコールの繊維@ハイパーブランチドポリシン
Yanli Wang1, Junwei He2, Liming Zou1
1State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai, 201620, China.
International journal of biological macromolecules
|September 6, 2025
まとめ
この研究では,インフラストラクチャ用のリグニンナノ粒子 (LNP) とボロンニトリドナノシート (BNNS) @ハイパーブランチドポリシン (HBPL) を使用して,強い耐水性ポリマー繊維を開発しました. この新しい複合繊維は 繊維強化コンクリートなどの用途に 重要な機械的改善をもたらします
科学分野:
- 材料科学
- ポリマー化学
- ナノテクノロジー
背景:
- 持続可能で費用対効果の高いポリマー繊維はインフラアプリケーションにとって不可欠です.
- ポリマーの機械的強度と耐水性を高めることは,依然として重要な課題です.
- ポリビニアルコール (PVA) 繊維は,インフラにおける要求の高い用途に十分な性質を欠いている.
研究 の 目的:
- 機械的および耐水性を向上した先進的なポリマー複合繊維を開発する.
- リンニンナノ粒子 (LNP) とBNNS@HBPLがPVAの協力的な変形剤として作用するシナージ効果を調査する.
- 繊維強化コンクリートなどのインフラの用途におけるこれらの複合繊維の可能性を調査する.
主な方法:
- ポリビニールアルコール (PVA) /リグニンナノ粒子 (LNP) /ボロンニトリドナノシート (BNNS) @ハイパーブランチドポリシン (HBPL) の複合繊維を濡らして乾燥して製する.
- LNPとBNNS@HBPLを協力的な改変剤として利用し,PVAの水素結合網を改変した.
- 複合繊維の機械的特性 (張力,初期モジュール) と水抵抗性 (接触角度) の特徴
主要な成果:
- 純粋なPVA繊維と比較して,引力強度 (74.2%) と初期モジュール (44.8%) の有意な改善は,最小限のLNPとBNNS@HBPL含量で達成されました.
- 純PVA繊維と比較して,接触角度が41.2°増加した.
- 改造されたPVA繊維は,改造剤との水素結合相互作用により,水素性ヒドロキシル群の減少を示した.
結論:
- 開発されたPVA/LNP/BNNS@HBPL複合繊維は,機械性能と耐水性に顕著な改善を示しています.
- 協力的な改造戦略は,インフラアプリケーションのPVAファイバーの性能を効果的に改善します.
- この費用対効果の高い複合繊維は 繊維鉄筋コンクリートの有望な材料です
