工業リグニンの溶解度パラメータの体系化

工业木质素溶解度参数的系统化

基本信息

批准号：
21K05719
负责人：
高橋史帆
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

樹種や分離方法の異なる広範な種類の工業リグニンのHansen溶解度パラメータ（HSP）を評価し、その基礎的な物性値とともに体系化し、リグニン系素材利用のための基盤的な情報を提供することを目的とする。前年度は、工業リグニンとしてソーダリグニンについて様々な媒体を用いた溶解性試験を実施し、Hansen溶解球法を用いてHSPを評価した結果、ソーダリグニンのHSPのFitting値について課題が見出された。本年度は、工業リグニンの溶解性試験に用いる媒体種や溶解性の判定条件について再考し、工業リグニンのHSP評価の精度向上の検討を試みた。具体的には、これまでの媒体種に加えグリコールエーテル系溶媒などを用い、広範な極性溶媒を用いた溶解性評価を実施した。溶解性の判定においては、良溶媒か貧溶媒か判別する溶解率（溶解性試験に供した試料重量に対する溶解した試料重量の割合）の閾値により、Fittingは異なる値を示し、溶解率50%において最も良い適合度が得られた。この条件のもと、工業リグニンのバリエーションとして、スギおよびヒノキ由来のソーダリグニンのほか、針葉樹クラフトリグニンや市販針葉樹リグニンスルホン酸塩についても、HSPの評価を実施した。評価に用いたソーダリグニンおよびクラフトリグニンはいずれも全リグニン量（Klason法による）は92%以上、灰分は1%以下であり、フェノール性水酸基量および重量平均分子量についてもいずれも同程度であった。今回の検討で用いたソーダリグニンおよびクラフトリグニンについては上記閾値でのHSPについては大きな差異は見られなかったが、リグニンスルホン酸については溶解性がソーダやクラフトリグニンとは異なり、HSPも大きく異なる傾向を示した。

本研究的目的是评估不同木种和分离方法的多种工业木质素的汉森溶解度参数（HSP），将其及其基本物理性质值系统化，为木质素的使用提供基础信息。的基础材料。去年，我们使用各种介质对工业木质素苏打木质素进行了溶解度测试，并使用汉森熔球法评估了苏打木质素的HSP拟合值。今年，我们重新考虑了工业木质素溶解度测试所用的介质类型和溶解度测定条件，试图提高工业木质素HSP评价的准确性。具体来说，我们使用各种极性溶剂进行溶解度评估，除了传统的介质类型外，还包括乙二醇醚溶剂。在测定溶解度时，Fitting根据溶解率阈值（溶解的样品重量与进行溶解度测试的样品重量的比率）显示不同的值，从而确定溶剂是良溶剂还是不良溶剂获得最佳拟合。在这些条件下，对工业木质素变体进行了 HSP 评估，例如源自雪松和柏树的苏打木质素，以及软木硫酸盐木质素和市售软木木质素磺酸盐。评价中使用的苏打木质素和硫酸盐木质素的总木质素含量（根据克拉森法）均为92%以上，灰分含量为1%以下，酚羟基量和重均分子量为也差不多。本研究中使用的纯碱木质素和硫酸盐木质素在上述阈值下的HSP没有显着差异，但木质素磺酸的溶解度与纯碱和硫酸盐木质素不同，HSP也趋于显着不同。显示。