本文章では、ポリプロピレン(PP)/木粉（WF）複合材料の疲労分析と疲労信頼性を研究しました。木粉をMAHと過酸化物（MAPO）に混合させてから、それをセルロースナノ繊維浸漬ポリプロピレンに加えることで複合材料を作製しました。その後に、引張と疲労分析によりキャラクタリゼーションを行います。結果によると、MAPOがない複合材料に比べて、MAPO混合複合材料の引張強度と疲労寿命が低いことが分かりました。研究では、複合材料の種類にかかわらず，複合材料の疲労実験データは非常に分散しています。そのため、この研究では、複合材料の疲労信頼性を実証しました。疲労試験dataにより、95%のconfidence bandを作成しました。そのため、この研究から、95% Confidence intervalの下限から得られた疲労寿命は複合材料の安全疲労設計の材料信頼性指標として利用できることが分かりました。

部分中和のアクリル酸（AA）を原料とし、（硫酸アンモニウム（APS）を誘発剤とし、マレイルキトサン（N-MACH）をクロスリンク剤とする）、ラジカルグラフト重合反応を活用して、急速に膨張する多孔質ポリマー（アクリル酸-アクリルアミド）を生成し、赤外分光学と走査電子顕微鏡（EM）で合成ヒドロゲルの構造を研究する。重合のプロセス中、アセトンと炭酸水素ナトリウムを細孔剤（多孔質剤）として活用し、界面活性剤（スパン80）をミセルテンプレートや安定気泡剤として活用した。膨張実験の結果、ヒドロゲルの膨張特性はクロスリンク剤濃度の増加とともに改善されることが判明された。さらに、アセトンと炭酸水素ナトリウム（NaHCO₃）の導入により、ヒドロゲルの多孔質構造と膨張速度が改善されることも判明された。細孔構造を増強するために、接着プロセスにおいてはスパン80を加えてもよい。モルフォロジー研究において、多孔質剤と界面活性剤によって多孔構造が生成されることが判明された。合成された高オリフィス高吸水性樹脂ヒドロゲル（HPSH）の密度範囲は0.6-1.04 g/立方センチメートルであり、これらの高オリフィス高吸水性樹脂ヒドロゲルは28～269分の範囲内においてより高い膨張率を示すことも判明された。

スルホベタイン重合体は、トルエンスルホン酸セルロースを出発原料とし、新規アミノ化セルロース類似の重合反応により合成される。出発組成物として異なるアミノ化セルロースを得るために、一連の非対称および対称N-アルキル化ジアミンの総合的な研究を行った。対称ジアミンとの反応では、第一級アミノ部分の反応が最も効果的であることが示された。このようにして得られた誘導体は、中性の主構造単位と、いままで報告されていないカチオン側構造単位とを含む。アミノ化セルロースの反応性を研究するために、1,3-プロパンスルトンの変換による新しい両性高分子電解質を設計するために使用される統一的な出発原料として、6-デオキシ-6-（N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン）セルロースを用いた。詳細な構造特性解析は、1次元および2次元NMR法を用いて行った。

本研究では、木粉に水を入れることと、水を入れないという二種類方式の粉化はポリプロピレン（PP）/木粉（WF）複合材料のポリマー粘度と機械性能への影響を分析しました。複合材料を押出機に加工してから、射出成型を行います。その後に、調製した複合材料のポリマー粘度、引張性能、cantilever beam衝撃強度と疲労性能等の方面から、初期の木粉の粒度、樹木タイプ（すなわち柏木とヨーロッパMongolian scotch pine）及び、板の隙間は粉砕への影響を評価しました。水添加の木粉を含むPP/WF複合材料のポリマー粘度は水を含まない非粉状と粉状木粉の強化PP複合材料より高いである。木粉の粉砕は複合材料の引張強度値に少し影響しますが、引張強度値の向上は初期WFのタイプ次第である。複合材料のcantilever beam衝撃試験結果から、水のない粉状WF複合材料に比べて、加水粉で増強された複合材料はより高い衝撃エネルギーを持つことが分かりました。初期WF顆粒のタイプにより、本文章では、水を添加して木粉粉化を行うことで、複合材料が疲労寿命への積極的な影響を発見しました。

再生ポリエチレンテレフタレート（rPET）の発泡は、超臨界二酸化炭素（sc-CO₂）により補助的に押出されたものである。rPETの固有粘度（IV）を0.62dl/gから0.87dl/gに向上させたエポキシ機能化鎖延長剤を使用することにより、気泡の安定化に十分なレオロジー特性が得られ、それにより、0.15g/cm³未満の見掛け密度を達成することが可能となる。それぞれ示差走査熱量測定法（DSC）と走査電子顕微鏡法（SEM）を用いて、均質とタルクによる不均質結晶とセルの核形成、その後のセルの成長と安定化過程について考察した。タルクを用いると結晶化温度が上昇し、気泡のサイズ分布が小さくなることが分かった。発泡rPET試料の見掛け密度とフーリエ変換近赤外（NIR）スペクトルとの間に強い関係性があり、迅速かつ非破壊的な特性分析が可能であることを示した。その結果、NIR分光法は再生PET押出発泡過程において、特に品質変動が発生した場合に最適なライン内品質モニタリング法であることが明らかになった。

アルカリ処理のモデリングと最適化研究、天然繊維アルカリ処理要因の実験不確定度研究および感度分析は、効果的な天然繊維強化ポリマー複合材料の開発にとって重要な意味を持つ。これに基づき、応答面法（RSM）を用いて、カラムス天然繊維（ACNF）の異なる処理要因「水酸化ナトリウム（NaOH）における濃度と浸漬時間（ST）」がアルカリ処理されたカラムス天然繊維（ACNF）の引っ張り強さ（TS）に及ぼす影響を調べ、その影響を最適化した。応答面法（RSM）と多遺伝子遺伝計画（MGGP）を用いてアルカリ処理をシミュレーションし、最適モデルをモンテカルロクリスタルボールソフトウェア（OCB）に適用し、処理結果の不確定度および処理要因の感度を調べた。その結果、強化された水酸化ナトリウム（NaOH）と引っ張り強度（TS）は、アルカリ処理されたACNF強化ポリエステル複合材料の引っ張り強度（TS）を28.500メガパスカルに増加させ、その後の引っ張り強度（TS）が低下することが判明された。応答面法（RSM）モデルの決定係数（R²）と二乗平均誤差（RMSE）はそれぞれ0.8920と0.688であり、多遺伝子遺伝計画（MGGP）モデルの決定係数（R²）と二乗平均誤差（RMSE）はそれぞれ0.9144と0.812である。応答面法（RSM）により決定された最適アルカリ処理条件は、水酸化ナトリウム（NaOH）濃度6.23%、浸漬時間（ST）41.99時間、強度（TS）28.1800メガパスカルであり、理想値は0.9700である。験証済みの最適なアルカリ処理条件における引っ張り強度（TS）は28.2200メガパであり、実験結果の決定度は71.2580%である。引っ張り強度（TS）の水酸化ナトリウム（NaOH）に対する感度は13.8000%であり、浸漬時間（ST）に対する感度は86.2000%である。この実験はポリマー複合材料の効率的な生産に寄与するとともに、従来の特定プロセスに伴う甚大な材料とエネルギーの損失の低減にもつながる。