セルロース材料グループでは、「作る」「知る」「使う」のサイクルで研究開発を進めています。

当研究グループで得られた知見や開発した技術の例をご紹介します。

マレイン酸を用いたシングルセルロースナノファイバー製造技術

内容

　ナノセルロース（セルロースナノファイバー/CNF）には様々に種類があります。その中でも、幅3nm程度の超微細なシングルセルロースナノファイバーの製造方法としては，東京大学の磯貝教授らによるTEMPO酸化法がよく知られています。我々は，木質等からの直接的なリグノセルロースナノファイバー製造技術開発の一環として，木粉やパルプ等をマレイン酸で処理した後，これまでと同様の機械的湿式処理により，幅3nmのシングルナノセルロースが製造できることを見いだしました。この方法のポイントとしては，マレイン酸と混合して加熱する際に，原理の木粉やパルプが乾燥しすぎていると，マレイン酸のエステル化反応の効率が低下します。10%程度以上の水分量を持たせた原料を用いることで，エステル化反応の効率が向上し，シングルナノセルロースが効率的に得られます。
　一般的に，エステル化反応では，水分子が生成するため，無水状態や乾燥状態で反応するのが教科書的な方法ですが，セルロースは乾燥すると水酸基が水素結合等することで，活性が低下し，エステル化反応も進行しにくくなることが，古くから知られています。

参考文献等

Shinichiro Iwamoto, Takashi Endo, ACS Macro letters, 4(1), 80-83 (2015), "3nm Thick Lignocellulose Nanofibers Obtained from Esterified Wood with Maleic Anhydride"

説明図

追記事項

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