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International journal of biological macromolecules2019Oct01Vol.138issue()

リグニン - 乳化体グラフトを介したUV耐性リグニン-PLAバイオコンポジットにおけるリグニン画分の利用

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

リグニンはいくつかの有機溶媒で分別され、UV耐性リグニン-PLA複合材料に画分が利用されました。第一に、ソーダリグニン(SL)を連続的に6つの画分に分割しました:酢酸エチル(F1)、2-ブタノン(F2)、メタノール(F3)、アセトン(F4)、ジオキサン/水(F5)、および不溶性分数(INS))。画分の分子量はF1からF5に増加し、フェノールヒドロキシル含有量は分子量の増加とともに減少しました。5つのリグニン画分(SL、F1、F3、F5、およびINS)をL-ラクタイドで接続して、リグニングラフトポリ-L-ラクタイド(PLLA)コポリマーを生成しました。L-ラクタイドとPLLA鎖への変換比は、F5-PLLA共重合体の88.3%からF1-PLLA共重合体の91.2%に増加しました。分数のヒドロキシル基の含有量は増加し、コポリマーの分子量は逆傾向を示しました。各コポリマーをPLA 2002Dと混合し、複合材料の機械的および光学的特性を調査しました。F1、F3、およびF5の複合材料は、65MPA付近の引張強度を示しました。これは、きちんとしたPLAのそれに似ています。弾性弾性率は、F1の場合は2197.7からF5の2503.4MPAに増加しました。複合フィルムのUV-Vis透過率の調査によれば、F3とF5の複合材料は他の複合材料よりも優れたUVブロッキング能力を示し、このUVブロッキング能力はリグニン共重合体の濃度の増加とともに増加しました。

リグニンはいくつかの有機溶媒で分別され、UV耐性リグニン-PLA複合材料に画分が利用されました。第一に、ソーダリグニン(SL)を連続的に6つの画分に分割しました:酢酸エチル(F1)、2-ブタノン(F2)、メタノール(F3)、アセトン(F4)、ジオキサン/水(F5)、および不溶性分数(INS))。画分の分子量はF1からF5に増加し、フェノールヒドロキシル含有量は分子量の増加とともに減少しました。5つのリグニン画分(SL、F1、F3、F5、およびINS)をL-ラクタイドで接続して、リグニングラフトポリ-L-ラクタイド(PLLA)コポリマーを生成しました。L-ラクタイドとPLLA鎖への変換比は、F5-PLLA共重合体の88.3%からF1-PLLA共重合体の91.2%に増加しました。分数のヒドロキシル基の含有量は増加し、コポリマーの分子量は逆傾向を示しました。各コポリマーをPLA 2002Dと混合し、複合材料の機械的および光学的特性を調査しました。F1、F3、およびF5の複合材料は、65MPA付近の引張強度を示しました。これは、きちんとしたPLAのそれに似ています。弾性弾性率は、F1の場合は2197.7からF5の2503.4MPAに増加しました。複合フィルムのUV-Vis透過率の調査によれば、F3とF5の複合材料は他の複合材料よりも優れたUVブロッキング能力を示し、このUVブロッキング能力はリグニン共重合体の濃度の増加とともに増加しました。

Lignin was fractionated with several organic solvents and fractions were utilized for UV resistant lignin-PLA composites. First, soda lignin (SL) was sequentially fractionated into six fractions: ethyl acetate (F1), 2-butanone (F2), methanol (F3), acetone (F4), dioxane/water (F5), and an insoluble fraction (INS). Molecular weight of the fractions increased from F1 to F5 and phenolic hydroxyl contents decreased with increasing molecular weight of fractions. Five lignin fractions (SL, F1, F3, F5, and INS) were grafted with l-lactide to produce lignin-grafted poly-l-lactide (PLLA) copolymers. Conversion ratio of l-lactide to PLLA chains increased from 88.3% for F5-PLLA copolymer to 91.2% for F1-PLLA copolymer as the content of hydroxyl groups in the fraction increased, while the molecular weight of the copolymers showed the reverse tendency. Each copolymer was mixed with PLA 2002D, and mechanical and optical properties of the composites were investigated. Composites of F1, F3, and F5 showed a tensile strength around 65 MPa, which is similar to that of neat PLA. The elastic modulus increased from 2197.7 for F1 to 2503.4 MPa for F5. According to the investigation of UV-VIS transmittance of the composite films, composites of F3 and F5 showed better UV blocking ability than the other composites, and this UV blocking ability increased with increasing concentration of lignin copolymer.

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