NaOH の特性解析

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12579 (2023) この記事を引用

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天然繊維は再生可能であり、構造用途や医療用途に広く利用されています。 現在の研究は、ガジュマル (Ficus benghalensis) の気根樹皮から生の繊維を抽出するアルカリ処理技術を使用して、繊維を強化するための表面改質に焦点を当てています。 10% NaOH 溶液を使用して、ガジュマル気根繊維 (BAF) の結晶特性、表面特性、熱特性、物理特性、および化学特性を改善する試みが行われてきました。 未処理の繊維をアルカリ溶液にさまざまな時間浸漬することによって、BAF の 5 つのサンプルを製造しました。 処理された BAF の表面では、より高い濃度のセルロースが見られました。 X 線回折試験により、結晶化度が 52% 向上し、結晶寸法が 51.2 nm であることが明らかになりました。 このアルカリ処理により、処理されたガジュマル気根繊維では結晶含有量が増加することが観察された。 天然繊維の特性評価の重要性についても簡単に説明されており、この概要は他の研究者による天然繊維複合材料に関する将来の研究のリソースとして役立ちます。

熱可塑性および熱硬化性ポリマーの強化は、天然繊維の化学処理の大部分を占めます。 表面粗さと繊維強度の増加は、繊維のネットワーク構造内の水素結合が切断されることによって引き起こされます1。 このプロセス中に繊維が強化されます。 天然繊維にNaOHを添加すると、ヒドロキシル基がアルコキシドイオンに変換されます。 天然繊維強化ポリマー複合材には幅広い機能があるため、ますます多くの人が天然繊維強化ポリマー複合材に目を向けています2。 天然繊維は、低コスト、生分解性、リサイクル性、非摩耗性、可燃性、軽量、毒性の欠如など、多くの望ましい特性により人気が高まっています。 原材料の処理と複合構造の構築は、依然として複雑ではありますが、さらなる基本的な理解が必要です3。

地球上には、さまざまな動物、植物、さらには鉱物から天然繊維を採取できる場所がたくさんあります。 抽出手順とさまざまな加工技術は、天然繊維の品質に影響を与えます4。 天然繊維強化複合材は、ガラス繊維複合材のドロップイン代替品として意図されており、実験開発の対象となってきました。 FTIR、XPS、ESEM を使用して、天然繊維の未処理表面と処理済み表面の特性を評価しました5。 天然繊維表面からのヘミセルロースとリグニンの除去は、アルカリ処理後の FTIR スペクトルの 1730、1625、および 1239 cm-1 のピークのシフトによって証明されました。 処理された麻とケナフの ESEM 分析により、シランの存在が明らかになりました。 これらの天然繊維の表面品質は、適切な表面処理や化学処理を施すことによって改善される可能性があります6。 この方法で処理された繊維は、水分の吸収が少なくなり、粘着性が高まり、ポリマー複合材の全体的な性能が向上します7。 アルカリ療法 (NaOH) は実用的で安価なため、最もよく使用される化学療法です。 このレビュー論文では、天然繊維の分類、組成、構造、特性、抽出技術、化学処理および表面処理などがすべて提案されています。 また、天然/天然ハイブリッドポリマー複合材料および天然/合成ハイブリッドポリマー複合材料の繊維処理、特性、応用に関するこれまでの研究結果をまとめています8。 この研究は、天然繊維源としてエトリンゲラのエラチオールの茎を使用する可能性を評価することを目的としていました。 繊維を得るために茎を 32 日間水に浸し、これを「ウォーターレッティング」と呼びます。 テストの結果をもとに、繊維を糸に紡ぐ可能性が評価されました9。 エトリンゲラエラチオール繊維の FT-IR スペクトルは、セルロース、ヘミセルロース、およびリグニンを示します。 結晶化度指数は 43.93% と計算されました。