A new discrimination method that utilizes the adsorption characteristics of fiber and polymer materials

一种利用纤维和高分子材料吸附特性的新判别方法

基本信息

批准号：
22K13606
负责人：
稲田文
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kwassui Women's College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

1.緒言「高分子と低分子の分子間相互作用」は科学の諸現象を考察する際に基本的な概念であるが、複雑な因子が多く、研究は極めて少ない。そこで、単純化した分子間相互作用のモデルとして、高分子素材に対する有機化合物の吸着現象に着目し、種々の天然・化学繊維が固有の有機化合物の吸着特性を示す事がわかった。本件では、セルロース由来の繊維に対する有機化合物の吸着を検討し、セルロースの構造の違いから吸着傾向の解釈を試みた。2.実験 1) 材料 ①繊維：天然繊維（綿）、再生繊維（レーヨン）、半合成繊維（アセテート）。繊維はメタノールで抽出後、乾燥した。②吸着物質：有機化合物（ベンゼン置換体,アセトニトリル,ジオキサン,DMF,デカンなど）、炭素数の異なるアルコール。2) 吸着実験：有機化合物の飽和蒸気にフィルムを40℃で24時間吸着させた。吸着物質を酢酸エチルで抽出し、ガスクロマトグラフィ－（Shimadzu GC-2025）で分析した。単位重量に対する化合物の吸着量を計算した。3.結果と考察セルロース由来の繊維、綿・レーヨン・アセテートに対して、９種の有機化合物の混合物からの吸着を検討した結果、次の事がわかった。1) 綿は、DMF、ジオキサンの順に吸着割合が多かった。2) レーヨンは、蒸気圧の高い有機化合物を吸着しやすく、メタノール、ジオキサンの順に吸着割合が多かった。綿の結晶化度は70~80で密な構造をしているが、レーヨンは結晶化度35~55であり、分子の配列が不規則である。分子の配列が吸着傾向に影響したと考えられる。3) アセテートは、綿やレーヨンと比較するとトルエン、p-キシレン、アニソールを吸着しやすい。アセテートが有するアセチル基（-COCH3）と有機化合物のメチル基（-CH3）との相互作用と考えられる。

1.引言“大分子和小分子之间的分子间相互作用”是考虑各种科学现象时的一个基本概念，但其影响因素众多且复杂，对此的研究很少。因此，我们将有机化合物对高分子材料的吸附现象作为分子间相互作用的简化模型进行研究，发现各种天然纤维和化学纤维对有机化合物表现出独特的吸附特性。在这种情况下，我们研究了有机化合物对纤维素衍生纤维的吸附，并试图根据纤维素结构的差异解释吸附趋势。 2.实验1）材料①纤维：天然纤维（棉）、再生纤维（人造丝）、半合成纤维（醋酸纤维）。用甲醇萃取纤维，然后干燥。 ②吸附物质：有机化合物（苯代用品、乙腈、二恶烷、DMF、癸烷等）、不同碳数的醇类。 2)吸附实验：将膜在40℃的有机化合物的饱和蒸气中吸附24小时。用乙酸乙酯萃取吸附物质并通过气相色谱法(Shimadzu GC-2025)进行分析。计算每单位重量的化合物的吸附量。 3.结果与讨论通过检查九种有机化合物的混合物在棉、人造丝和醋酸纤维等纤维素衍生纤维上的吸附情况，我们发现了以下结果。 1) 棉花对DMF和二恶烷的吸附率依次最高。 2）人造丝容易吸附高蒸气压的有机化合物，其中甲醇和二恶烷的吸附率依次最高。棉的结晶度为70～80，结构致密，而人造丝的结晶度为35～55，分子排列不规则。据认为分子的排列影响吸附倾向。 3) 与棉和人造丝相比，醋酸纤维更容易吸附甲苯、对二甲苯和苯甲醚。这被认为是乙酸酯的乙酰基(-COCH 3 )和有机化合物的甲基(-CH 3 )之间的相互作用。