


ここに、熱溶解積層(FDM)技術で作ったヒドロキシアパタイト/ポリカプロラクトンの内部構成と力学性能を討論しました。ヒドロキシアパタイト(HA)とポリカプロラクトン(PCL)を原材料として、熱溶解ブレンド技術でHA含量20wt%のナノHA / PCLとmicro-HA / PCLを合成し、自主開発したメルトディファレンシャルFDM 3DプリンタでHA / PCL複合組織工学足場を制作。顕微鏡で観察しますと、制作されたナノHA / PCLとミクロHA / PCL複合組織工学足場は均一的かつ連結している矩形に近い穴を持っています。ナノHA / PCL足場とミクロHA / PCL足場の断面を観察しますと、ナノHA / PCL足場のHA顆粒は均一的に分布しているのに対し、ミクロHA / PCL足場のHA顆粒は結集していることが分かりました。これは、ナノHA / PCL足場はミクロHA / PCL足場より引張強度と曲げ強度が高いからである。ナノHA / PCLサンプルの引張強度と曲げ強度はそれぞれ23.29 MPaと21.39 MPaであり、純PCLサンプルよりそれぞれ26.0%と33.1%高い。したがって、メルトディファレンシャルFDM 3Dプリンタで制作した生物活性ナノHA / PCL複合足場は骨組織工学において幅広い応用が見込まれます。



本文章は亜鉛ベースの不均一触媒、すなわちサポート型多組成ジカルボン酸亜鉛を使い、CO2 /酸化プロピレン(PO)/シクロヘキセンオキシド(CHO)の共重合を行い、Fineman-RossとKelen-Tudos図方法でPO(rPO)とCHO(rCHO)のモノマー反応率を概算しました。結果、全ての場合rPO値は明らかにrCHO値より高い。つまりポリマーにCHOを入れることは動力学から見て不利である。また、本文章は反応温度と圧力のモノマーに対する影響を討論し、反応温度または圧力を増加することでrCHO値も高くなります。逆に、反応温度を上げると、rPO値が下がり、圧力を上げると、rPO値は小さなばらつきが見られます。



天然ゴム(NR)の優れた機械性能と耐疲労性とNRのstrain-induced crystallization(SIC)能力と密接に関連しています。これはNRのユニークなネットワーク構造に由来します。SICの能力不足なので、NRの合成対応物、cis-1,4-polyisoprene(IR)は一般的に悪い機械性能を持っています。この文章では、IRのSIC能力を向上するために、アミノ基官能化の炭素ナノドット(CDs)を高機能性性交連結剤として、硫黄固化スルホン化IRに導入しました。CD表面のアミノ基はIRの主なチェーンの上のスルホン酸基とつながってionic bondを形成し、硫黄硫化することでcovalent cross-linkingを得ました。これによって二重架橋のIRネットワークが形成されました。ゴムが変形すると、ionic bondはcovalent bondが破断される前に優先的に破断され、有効なエネルギーが散逸しました。



differential scanning calorimetry(DSC)を使うことで、ポリプロピレン(PP)とMulti-walled carbon nanotube(MWCNT)の複合材料の等温と非等温結晶行為を研究しました。Avrami分析を用いて、未充填PPとMWCNT充填部数が50個(W/W)まであるPP複合材料の等温結晶動力学を研究していました。すべての試料のAvrami指数(n)値が2より高く、これは結晶成長の主要な段階が三次元の現象であることが確認されました。Arhenius型表現方方式により決定された等温結晶PPの活化能(ΔE)を用いて、未充填PPの87 kJを50部(w/w)があるMWCNT充填PPの228 kJに増加しました。本論文では、多くの数学モデル(Jeziornyは書いたAvrami方程式、Ozawa方程式,CazéとChuah平均Avrami指数及び、Avrami / Ozawa組合せ方法を含めます)を使ってみて、MWCNT充填PPの非等温結晶動力学をモデル化にします。Jeziornyが書いたAvrami方法はMWCNT充填PPの非等温結晶は明らかな二段階過程であることが確認されました。Ozawaモデルが無効であることが証明されました。しかも、CazéとChuah平均Avrami方法は無効です。両方とも二次結晶の影響を考慮していませんから。Avrami / Ozawa組合せ方法だけが、PPとMWCNTs複合材料の二段階結晶を成功的にミシュレーションしました。MWCNTを添加する時に、PP非等温結晶の活化エネルギー(ΔE)がMWCNTの増加と共に増加し、最高726 kJに達しました。



二酸化炭素(CO2)は安く、豊富な、持続可能、環境に優しいカルボン基資源であるため、関連の生産拡大用化学品やポリマー材料も注目されています。そのなかに、一種の新型CO2線路ポリ尿素(PUa)が合成されました。ポリ尿素の化学組成、分子構成と集合構造はすでに1H-NMR、HMBC-NMR、DSC、TG、MALDI-TOF MSとPOMで証明されています。POMの結果により、ポリ尿素は球型であり、たくさんの明るさが異なる同心円がクラシックな黒十字形図案を形成しています。また、ポリ尿素はCO2からなるポリプロピレンカーボネート(PPC-OH)との鎖伸長反応によって、Mnが4.72 × 104 Daに近くかつ多分散性指数(PDI)が1.51~1.64のポリ尿素-マルチブロック-ポリプロピレンカーボネート(PUa-mb-PPCs)形状記憶ポリマーまで合成しました。ポリ尿素とPPCからの非結晶エリアで結晶度が形成されましたので、PUa-mb-PPCsは高い強度と弾性を持っています。留意すべきなのは、形状熱機械評価において、優れた形状記憶効果(SME)が見られました。この研究は、マルチブロック構成を持つCO2-共重合体の合成に対し、一種の簡易なかつ再生可能な方法を提供し、二酸化炭素を機能性高分子材料への転化・生産に対し新たな路線を提供しました。



本文は化学発泡剤を使い、連続作業でポリフッ化ビニリデンミクロフォームの開発に関わります。目的として、化学発泡剤濃度の変化を研究することと、マスターバッチを配合変数とし、押出DIEの温度変化が連続生産のポリフッ化ビニリデンフォームの性能に対する影響を研究します。10%のマスターバッチ配合(最終製品には2%の化学発泡剤を含む)を使用すると、穴密度が上がり、フォームサイズとフォーム密度が下がります。平均穴サイズ、穴密度と隙間率はそれぞれ50 μm、7.7×106個穴/cm3、33%である。これは核形成点の増加により細胞密度が上がったからです。低い濃度(1%)の化学発泡剤の場合、押出DIEの温度変化範囲は125~145℃、ポリフッ化ビニリデンの融点は大体同じ範囲です。チップの温度は135℃から130℃に落下し、これにより単位胞密度が上がり、単位胞サイズが小さくなります。そして隙間率は58%から39%に落下、これは、溶融されたPVDFが押出DIEから離れた場合温度が上昇し、溶融強度が損失したからです。