NaClO酸化セルロースナノファイバー/キトーサン複合フィルムにより,水抵抗性が向上し,機械的な強度が高くなります

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• ポリマーサイエンスの科学
• バイオマテリアル バイオマテリアル

背景:

• セルロースナノファイバー (CNF) は,プラスチックの持続可能な代替品ですが,水性性のため,水への抵抗性が低下しています.
• 機械的性質を維持しながら,CNFの耐水性を向上させることは,より広範なアプリケーションにとって非常に重要です.
• 既存の制限により,湿気や水性環境でのCNFの使用が制限されています.

研究 の 目的:

• 酸化CNF (OCNF) とキトザン (CS) を用いて,耐水性複合フィルムを製造する.
• CNFベースの材料の機械性能と耐水性を高めるために.
• 環境に優しい包装材料としてのOCNF/CSフィルムの可能性を調査する.

主な方法:

• カーボキシル群 (OCNF) を導入するために塩化ナトリウムを用いたCNFの酸化.
• イオン相互作用と水素結合によるOCNF/CS複合膜の製造.
• 水酸化ナトリウムによる後処理と,可塑剤としてグリセロルを組み込む.

主要な成果:

• OCNF/CSフィルムは,原始のOCNF (≤20 MPa) に比べて,著しく強化された引力強度 (∼50 MPa) を示した.
• フィルムは24時間水中に保たれ,膨張率が低かった (OCNFでは≥200%,OCNFでは≥900%).
• トリートメント後には,引力張力が約80MPaに増加し,グリセロルは湿った状態での機械的な強さと性を改善しました.

結論:

• OCNFとCSの間のイオン相互作用と水素結合は,性能を改善するための鍵です.
• シンプルな後処理と可塑剤の組み込みにより,機械的な強度と耐水性を高めます.
• 柔軟でバイオベースのOCNF/CSフィルムのスケーラブルな製造は,環境に優しいパッケージングの可能性を示しています.