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バイオプラスチックとのポリマーアロイ化と物性制御技術

バイオプラスチックとのポリマーアロイ化と物性制御技術

～PLAやセルロースナノファイバーとのアロイ化で相溶性をいかにコントロールできるか～
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開催日

  • 2023年8月31日(木) 10時30分 ～ 16時00分

修得知識

  • ポリマーアロイの基礎
  • ポリマーアロイの構造
  • ポリマーアロイの成形加工
  • 熱可塑性樹脂の熱分解によるモノマー還元型リサイクルのメカニズムの習得
  • リアクティブプロセッシングによる実証試験の方法
  • ポリマーアロイ、ブレンド、コンポジットの分散と界面制御の基礎
  • セルロースナノファイバーコンポジットの作製方法と内部構造

プログラム

第1部 ポリマーアロイにおける 相溶性と構造・物性制御

(2023年8月31日 10:30〜12:00)

　高性能高分子材料を開発する方法として、2種類以上の高分子を複合化するポリマーアロイは非常に重要である。
　本講演では、まずポリマーアロイの定義について述べ、開発事例を紹介しながら歴史に触れる。そして、相溶性や熱力学といったポリマーアロイの物理について詳しく説明する。次にポリマーアロイにおいて最も重要である構造と力学物性の関係について述べ、顕微鏡法および散乱法を用いた構造解析、ポリマー同士の界面構造、相容化剤の種類や効果について説明する。
　さらに現在のポリマーアロイの開発ではなくてはならない方法であるリアクティブプロセッシングの構造制御に関して詳しく説明する。これらの知見を踏まえて、具体的な開発事例を通して、押出機を用いた新規ポリマーアロイの開発や特殊溶融混練について紹介し、その仕組みや構造制御に関して概説する。最後に今後のポリマーアロイの開発についても言及する

  1. ポリマーアロイの基礎
    1. ポリマーアロイの定義
    2. ポリマーアロイの歴史
    3. 相溶性と相容性
    4. 相図と熱力学
  2. ポリマーアロイの構造
    1. 構造と力学物性
    2. 構造の解析手法
    3. ポリマーアロイの界面構造
    4. 相容化剤の種類・効果
    5. リアクティブプロセッシング
  3. ポリマーアロイの成形加工
    1. 二軸混練押出機
    2. 高L/D二軸混練押出機とリアクティブプロセッシング
    3. 特殊溶融混錬機による新規ポリマーアロイの開発
    4. 今後のポリマーアロイ
  4. 今後のポリマーアロイ
    • 質疑応答

第2部 リアクティブプロセシング技術を用いたポリ乳酸/ ポリマーアロイ材料の特徴とマテリアル/ ケミカルリサイクル

(2023年8月31日 12:50〜14:20)

　ポリマーアロイからのPLLA 成分の選択的資源循環についての理論的な研究課題から実験室レベルでの研究開発状況、さらには実用的な二軸スクリュ押出機を用いた実証試験について紹介する。

  1. ポリ乳酸系ポリマーアロイの展開
  2. PLA/ABSおよび PLA/PP複合材料の熱分解シミュレーション解析と選択的資源循環
    1. 熱分解触媒を添加したポリマーアロイの熱分解反応
    2. ポリ乳酸系ポリマーアロイの分解反応の活性化エネルギー
    3. ポリ乳酸系ポリマーアロイからの熱分解生成物
    4. ポリ乳酸系ポリマーアロイの熱分解反応のシミュレーション解析
  3. ポリ乳酸系ポリマーアロイのリアクティブプロセッシング (反応押出) による実証試験
  4. まとめ
    • 質疑応答

第3部 ポリマーアロイ/ブレンド技術によるセルロースナノファイバー配合樹脂の物性向上とその応用

(2023年8月31日 14:30〜16:00)

　複合材料の性能及び機能性向上には、分散相のモルフォロジー制御と界面制御が重要である。弊所ではポリマー/ポリマー複合材料の界面制御と分散ポリマーのサイズおよび形状制御を得意技術としてきた。その知見を活かし、従来セルロースナノファイバー (CNF) の分散が困難であったポリプロピレン (PP) にCNFをナノ分散させたCNF/PPの構造、特性、構造形成機構を理解いただく。

  1. ポリマーブレンド・コンポジット
    1. ポリマーブレンド・コンポジットの界面制御
    2. ポリマーブレンド・コンポジットの形状制御
  2. セルロースナノファイバー (CNF) について
    1. CNFの構造
    2. CNFのポテンシャル
  3. CNFとポリマーの相容性について
    1. ポリアミドとの相性
    2. ポリエステルとの相性
    3. ポリオレフィンとの相性
  4. CNF強化ポリプロピレン (PP)
    1. CNF強化PPの界面制御
    2. CNF強化PPの分散相サイズ制御
      1. 溶融粘度の影響
      2. 溶融混合時の物理的粉砕
    • 質疑応答
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講師

  • 西辻 祥太郎 氏
    山形大学 大学院 有機材料システム研究科
    准教授
  • 附木 貴行 氏
    金沢工業大学 バイオ・化学部 応用化学科
    講師
  • 仙波 健 氏
    地方独立行政法人 京都市産業技術研究所
    研究主幹
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主催

株式会社 技術情報協会
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