Characterization of liquid marbles formed with hydrophobicized cellulose fine powder

疏水化纤维素细粉形成的液体弹珠的表征

基本信息

批准号：
21K05716
负责人：
戸川英二
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Forest Research and Management Organization
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

液体ビー玉の外殻を形成するセルロース微粒子（パウダー）に関し、サイズや起源の異なるセルロース粉末を各種用いて［ろ紙粉末（パウダー）4種：（40-100 mesh）・（100-200）・（200-300）・（300-）、再生セルロース微粒子（φ 5 μm）、スギ微粉砕木粉（20 μm＜）］、シランカップリング剤であるメチルトリメトキシシランによる気相コーティング法を適用したセルロースパウダーの表面疎水化、続く液体ビー玉形成可否について調べた。セルロース微粒子のサイズや種類に関係なく、使用した全種類の疎水化セルロースパウダーに液滴を滴下させて液体ビー玉を形成させることができた。また、疎水化ろ紙粉末（300-）および水を外殻・内部液にそれぞれ使用した液体ビー玉を用いてその性質を検討した。液体ビー玉は滴下する水量に応じてそのサイズが可変すること、複数個を合一させることができること、さらにろ紙上で押し潰せば外殻セルロースおよび内部液を分離して内部液の回収、外殻セルロースパウダーの再利用可能なことを確認した。さらに、液体ビー玉の内部液となる液体に関し、性質の異なる水溶液を各種用いて液体ビー玉の形成条件を検討した。その結果、使用する液体による液体ビー玉形成の可否は液体の溶解度パラメーターや極性指標各種との相関が見られ、ある程度高い溶解度パラメーター、あるいは極性を有していないと液体ビー玉は形成しないことが明らかとなった。具体的には、グリセリンとエチレングリコールは任意の濃度で、メタノールの場合は40％、エタノールの場合は30％までの濃度ならば液体ビー玉を形成させることが可能であった。また、液体ビー玉はその表面疎水性を利用して、水面浮遊できることを確認した。

关于形成液体大理石外壳的纤维素细颗粒（粉末），我们研究了具有各种尺寸和起源的纤维素粉的表面疏水性[4种类型的滤纸粉（粉末）：（40-100网格），（100-200），（100-200），（100-200），（200-300），（200-300），（300-），粉状细胞粉粉（300-）（c. 5 mm）（c）（c）（300-）（c） μm<）]，以及纤维素粉的表面疏水，将蒸汽相涂层方法与甲基三甲氧基硅烷（硅烷偶联剂）一起施加，以及是否可以随后形成液体大理石。无论纤维素细颗粒的大小或类型如何，都可以将液滴添加到用于形成液体大理石的所有类型的疏水纤维素粉末中。还使用水作为外壳和内部液体的疏水过滤纸粉（300-）和液体大理石的特性来检查特性。可以证实，可以根据要掉落的水量来改变液体大理石的尺寸，可以将多个碎片组合在一起，并且在将滤纸上压碎时，外壳纤维素和内部液体可以分离以收集内部液体，并可以重复使用外壳壳纤维素粉。此外，使用各种不同性质的各种水溶液检查形成成为液体内部液体的液体的条件。结果，发现液体使用的液体大理石形成的可能性与各种液体溶解性参数和极性指示器相关，除非它们具有一定的高溶解度参数或极性，否则液体大理石将不会形成。具体而言，可以在任何浓度的甘油和乙二醇浓度下以任何浓度的甲醇浓度以高达40％和30％的浓度形成液体大理石，在乙醇中以浓度为单位。还可以证实，液体大理石可以利用其表面疏水性漂浮在表面上。