Lignin Nanoparticles Stabilized Pickering Emulsion as a new platform for sustainable functional materials

木质素纳米颗粒稳定皮克林乳液作为可持续功能材料的新平台

基本信息

批准号：
21K05156
负责人：
吾郷万里子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology (2022)Meisei University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は，リグニンナノ粒子を用いたピッカリングエマルションを用いた新しい機能性エマルションの材料設計法と応用化技術開発を行うことにある。研究計画の二年度目は，自己集合組織化によって得られたリグニンナノ粒子のリグニンナノ粒子の粒径，粒度分布，粒子濃度，電解質強度等によるコロイド特性への影響を明らかにすることを目的とした。実施した結果の概要を以下に示す。初めに，リグニンナノ粒子添加系での表面張力の変化を明らかにした。次に表面電荷が負であることを利用し，ゼータ電位の濃度依存性，またカチオン性物質の吸着による表面親・疎水性の制御が可能であることを実験的に示した。一方，リグニンナノ粒子は水/油界面に吸着し，ピッカリングエマルションを長期間に渡り安定化することを見出し，安定性に対する粒子濃度依存性が実験的に検証された。カチオン系４級アンモニウム塩を用いて，リグニン粒子の表面修飾が可能であることを示した。また，上記カチオン試薬の濃度によって，コロイド安定性が大きく変化したこと観測した。遠心分離法によって，リグニン粒子懸濁液の濃度，回転数を変えることによる沈降速度の制御によって，粒径分画を可能とする条件を明らかにした。さらに粒径分画したリグニン粒子を用いて，ピッカリングエマルションの安定性を比較した結果，リグニン粒子の大きさを変化させても安定性には大きく影響しないことがわかった。一方，用途開発として，イソシアネートモノマーを含む複合ピッカリングエマルションを調製し，目標としていた二重膜を有するピッカリングエマルションの開発を，条件検討より着手した。

这项研究的目的是使用木质素纳米颗粒开发新功能乳液的材料设计方法和应用技术。研究计划的第二年旨在阐明通过自我组织对胶体特性获得的木质素纳米颗粒的粒径，粒径分布，颗粒浓度，电解质强度等的影响。下面概述了实施结果。首先，我们阐明了木质素纳米颗粒添加系统中表面张力的变化。接下来，我们通过实验证明表面电荷为负，并且Zeta电位的浓度依赖性，并且可以通过阳离子物质的吸附来控制表面母体和疏水性。另一方面，发现木质素纳米颗粒吸附到水/油界面上，并在很长一段时间内稳定皮克林乳液，并且对颗粒浓度对稳定性的依赖性得到了实验验证。已经表明，使用阳离子四级铵盐可以进行木质素颗粒的表面修饰。还观察到阳离子试剂的浓度显着改变了胶体稳定性。通过改变木质素颗粒悬浮液的浓度和旋转速度来控制沉积速度，可以通过离心来确定粒度分馏的条件。此外，当使用具有粒度分馏的木质素颗粒比较采摘乳液的稳定性时，发现改变木质素颗粒的大小不会显着影响稳定性。另一方面，作为应用的开发，制备了含有异氰酸酯单体的复合拾取器环乳液，并在有条件研究后进行了双层膜的目标拾音器环乳液的开发。