二酸化ケイ素粉末を用いた無機複合木質成形体の開発

使用二氧化硅粉末的无机复合木成型体的开发

基本信息

批准号：
21K05707
负责人：
梅村研二
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kyoto University
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

本年度は、まず木粉に対するスクロース・クエン酸接着剤の接着性について検討した。具体的には、100メッシュパスの乾燥スギ木粉、および60メッシュパスの乾燥したスクロース粉末とクエン酸粉末を原料に用いた。スクロースとクエン酸の重量比は既往の研究に基づいて3：1とした。また、スクロース粉末とクエン酸粉末の接着剤としての重量は、木粉成形体に対して0から30wt%まで変化させた。所定重量の各粉末を混合後、内寸10cmの角型金型に入れて熱盤温度200℃、圧力4MPa、時間10分の条件で熱圧した。得られた成形体は、曲げ試験、衝撃試験、耐水試験、簡易的な耐燃性試験を行うとともに、FT-IR測定やマイクロスコープによる観察も行った。各種試験の結果、接着剤添加率20wt%において最大の曲げ性能や衝撃性能を示し、耐水性、耐燃性についても一定の性能を示すことを明らかにした。また、FT-IRの結果からエステル結合の形成を確認し、化学的に接着していることを明らかにした。これらの結果と昨年度の結果を勘案し、木粉・シリカ粉末複合成形体を作製した。今回は接着剤条件を一定として、木粉とシリカ粉末の混合比を変えて成形体を作製し、各種物性を評価した。すなわち、接着剤添加率は20 wt%とし、スクロースとクエン酸の混合比を3：1とした。木粉とシリカ粉末の混合比を5水準変化させ、製造方法や評価方法はこれまでと同様とした。物性評価の結果、曲げ強さは木粉の比率が高いほど向上し、曲げ弾性率はシリカ粉末の比率が高いほど向上した。また、衝撃強さは木粉の比率が高いほど高い値を示した。耐水性はシリカ粉末の比率が高いほど厚さ変化が小さくなった。簡易的な耐燃性試験では、シリカ粉末の比率が50%以上で大幅に燃焼が抑制された。

今年，我们首先研究了蔗糖/柠檬酸粘合剂对木粉的粘合力。具体地，以100目通过的干燥杉木粉、60目通过的干燥蔗糖粉和柠檬酸粉为原料。根据前期研究，蔗糖和柠檬酸的重量比为3:1。另外，作为粘合剂的蔗糖粉末和柠檬酸粉末的重量相对于木粉成型体在0wt％至30wt％之间变化。将预定重量的各粉末混合后，放入内部尺寸为10cm的方形模具中，在热板温度200℃、压力4MPa、时间10的条件下热压。分钟。对所得成型体进行弯曲试验、冲击试验、耐水性试验、简易阻燃性试验、以及FT-IR测定和使用显微镜的观察。各种测试结果表明，该粘合剂在粘合剂添加量为20wt％时表现出最大的弯曲性能和冲击性能，并且还表现出一定水平的耐水性和阻燃性。此外，FT-IR结果证实了酯键的形成并表明它们是化学键合的。考虑到这些结果和去年的结果，我们创建了木粉/二氧化硅粉复合压坯。这次，在保持粘合条件恒定的情况下，通过改变木粉和硅粉的混合比例来制造成型体，并评估各种物理性能。即，粘合剂添加率为20wt％，蔗糖和柠檬酸的混合比为3:1。木粉和硅粉的混合比例分为五个等级，制造方法和评价方法与以前相同。物性评价结果显示，木粉比例越高，弯曲强度越高，硅粉比例越高，弯曲弹性模量越高。另外，木粉比例越高，冲击强度越高。关于耐水性，硅粉比例越高，厚度变化越小。在简单的阻燃性试验中，当二氧化硅粉末的比例为50%以上时，燃烧得到显着抑制。