CN113939560B - 含有纤维素纳米晶的树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含有纤维素的树脂组合物及其制造方法，通过含有半纤维素含量为10重量％以下的纤维素纳米晶作为纤维素，能提供不使用添加剂也能够减少因纤维素而释放的VOC量、且TVOC量比树脂单体减少的含有纤维素纳米晶的树脂组合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种含有纤维素纳米晶的树脂组合物，更详细而言，涉及一种含有减少了总挥发性有机成分量的纤维素纳米晶的树脂组合物。
背景技术
提出了纳米纤维素作为高度生物质原料，作为功能性添加剂、膜复合材料等用于各种用途的方案。特别是，就通过机械处理使纤维素纤维微细化，并且通过化学处理将羧基、磷酸基等亲水性官能团取代引入至纤维素的羟基而成的纤维素纳米纤维而言，微细化处理所需的能量减少，并且具备与树脂具有亲和性的官能团，因此在树脂中的分散性优异。此外，由于在水性溶剂中的分散性和分散液的透明性提高，因此尝试了在各种用途中的应用(专利文献1等)。
使树脂中含有纤维素的复合材料既轻量又具有优异的机械强度，因此一直以来被广泛用于汽车的内外饰材料、建材等用途。
然而，所述复合材料含有源自木质材料的挥发性有机化合物(VOC：volatileorganic compounds)，VOC不仅在复合材料的制造过程中产生，也在其使用时产生，因此要求抑制VOC的产生。
为了解决这样的问题，提出了各种在使树脂中含有纤维素的复合材料中配合能够吸附VOC的添加剂的方案。例如，在下述专利文献2中，提出了使用活性炭作为添加剂，并记载了由此而具有削减因木质材料产生的VOC的释放的效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-101694号公报
专利文献2：日本专利第6293769号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在通过活性炭等添加剂吸附VOC从而减少VOC释放量的复合材料中，若为了减少VOC释放量而配合大量添加剂，则有可能会损害成型性、复合材料的物性。另一方面，若调整添加剂的量以免损害成型性、物性，则难以充分减少VOC释放量。
因此，本发明的目的在于提供一种不使用添加剂也能够减少因纤维素释放的VOC量的含有纤维素的树脂组合物及其制造方法。
技术方案
根据本发明，提供一种含有纤维素纳米晶的树脂组合物，其特征在于，在树脂中含有半纤维素含量为10重量％以下的纤维素纳米晶。
在本发明的含有纤维素纳米晶的树脂组合物中，优选的是：
1、总挥发性有机成分量(依据JASO M 902：2011)低于所述树脂单体中的总挥发性有机成分量；
2、所述纤维素纳米晶含有0.01mmol/g～4.0mmol/g的量的源自硫酸处理的硫酸基和/或磺基；
3、所述纤维素纳米晶是纤维宽度为50nm以下、纤维长度为500nm以下、结晶度为60％以上的纤维素纳米晶；
4、所述纤维素纳米晶相对于树脂100重量份的含量为0.1重量份～50重量份；
5、所述树脂是热塑性树脂。
根据本发明，还提供一种含有纤维素纳米晶的树脂组合物的制造方法，其特征在于，在树脂中添加半纤维素含量为10重量％以下的纤维素纳米晶并进行混合。
有益效果
在本发明的含有纤维素纳米晶的树脂组合物中，作为纤维素使用包含大量耐热性高的结晶部分的纤维素纳米晶，并且减少该纤维素纳米晶中所含的耐热性低的非晶部分，由此能够提高树脂组合物中的纤维素成分的耐热性，有效地抑制与树脂混合时的纤维素纳米晶的热分解。其结果是，不仅能抑制来自纤维素的VOC的释放，而且纤维素纳米晶能够吸附通过树脂的热分解而释放的VOC，能够使树脂组合物的总挥发性有机成分量(TVOC)比树脂单体中的TVOC减少。
即，在含有纤维素纳米晶的树脂组合物中，纤维素纳米晶中的半纤维素容易被热分解而成为芳香族醛等VOC的释放主要因素，另一方面，纤维素纳米晶所具有的官能团也成为能够吸附释放出的VOC的吸附主要因素。在本发明中，减少了因热分解而成为VOC的释放主要因素的纤维素纳米晶中的半纤维素，因此纤维素纳米晶的吸附主要因素成为主导，纤维素纳米晶能够吸附因树脂的热分解释放的VOC，其结果是，能够得到树脂组合物的TVOC比树脂单体的TVOC减少的效果。
此外，用作原料的纤维素纳米晶具有由硫酸处理产生的硫酸基和/或磺基，由此所述硫酸基和/或磺基成为VOC的吸附主要因素。此外，纤维素纳米晶的纤维长度短，因此与使用纤维长度长的纤维素纳米纤维的情况相比，与树脂混炼时不易产生剪切发热，能够抑制热分解。
进一步地，具有硫酸基和/或磺基的纤维素纳米晶能够形成微细且致密的自组装结构，也能够对树脂组合物赋予优异的增粘性、比表面积、强度、刚性、耐热性、阻气性。此外，具有硫酸基和/或磺基的纤维素纳米晶也能够进一步担载金属微粒。
具体实施方式
(含有纤维素纳米晶的树脂组合物)
在本发明的含有纤维素纳米晶的树脂组合物中，其重要特征在于，所含有的纤维素纳米晶的半纤维素含量为10重量％以下。
用作高度生物质原料的植物来源材料、特别是木浆主要由纤维素、半纤维素、木质素构成，各成分根据作为原料的植物种类而变动，通常，纤维素存在40％～50％左右，半纤维素和木质素分别存在15％～35％左右。
纤维素纳米晶是通过利用硫酸、盐酸等强酸对上述的植物来源材料、特别是木浆进行处理而得到的，由于结晶性高且耐热性优异，因此其自身加热导致的VOC的产生比较低，此外，通过使用由硫酸处理得到的物质作为纤维素纳米晶，导入能够吸附VOC的硫酸基和/或磺基，能够吸附由树脂的热分解等而产生的VOC。
在本发明中，通过使用将具有上述特征的纤维素纳米晶中的耐热性差的非晶性半纤维素减少至10重量％以下的纤维素纳米晶，在配合于树脂中并在加热下进行混炼的情况下，也能显著减少来自纤维素纳米晶的VOC的产生。
其结果是，在本发明的含有纤维素纳米晶的树脂组合物中，如上所述，在作为VOC的释放主要因素的树脂和纤维素晶体的热分解中，减少由纤维素纳米晶的热分解导致的VOC产生，并且提高由作为VOC的吸附主要因素的纤维素纳米晶的硫酸基和/或磺基的存在引起的VOC吸附，因此总挥发性有机成分量(依据JASO M 902：2011)与树脂单体中的总挥发性有机成分量相比能够减少。
[纤维素纳米晶]
在本发明中，虽然可以使用所有利用硫酸、盐酸等强酸对植物来源材料、特别是木浆进行处理而成的纤维素纳米晶，但如上所述，特别优选使用含有硫酸基和/或磺基的经硫酸处理而成的纤维素纳米晶。此外，上述硫酸基和/或磺基的含量越多越能够吸附VOC，另一方面，不参与吸附的剩余的官能团反而有可能成为VOC的释放主要因素，因此硫酸基和/或磺基的含量优选为0.01mmol/g～4.0mmol/g的量，特别优选为0.01mmol/g～0.2mmol/g的量。需要说明的是，在本说明书中，硫酸基是指包含硫酸酯基的概念。
理想的是，纤维素纳米晶的纤维宽度在50nm以下，纤维长度在500nm以下的范围，由此在树脂中的混炼时不会产生剪切发热，抑制来自纤维素纳米晶的VOC的产生。此外，纤维素纳米晶的纤维长度短，因此与纤维素纳米纤维相比，还具有纤维彼此容易分离、容易均匀分散在熔融树脂中的优点。
进一步地，纤维素纳米晶的结晶度优选为60％以上，因结晶性高，耐热性提高而不易热分解，因此会抑制VOC的产生。
需要说明的是，本发明中使用的纤维素纳米晶根据赋予纤维素纳米晶的阴离子性官能团的量，不排除实施TEMPO处理等公知的亲水化处理的纤维素纳米晶，但若官能团的量因亲水化处理而增多，则纤维素纳米晶的耐热性降低，纤维素纳米晶的VOC释放主要因素变大，因此，为了进一步减少TVOC量，理想的是，使用未实施亲水化处理的纤维素纳米晶。
如上所述，本发明中使用的纤维素纳米晶的重要特征在于，半纤维素的含量为10重量％以下。
作为减少纤维素纳米晶的半纤维素含量的方法，能够通过如下方法来减少纤维素纳米晶的半纤维素含量：在使用氢氧化钠、氢氧化钾等碱性化合物的水溶液等进行碱洗以及使用盐酸、硫酸等无机酸进行酸洗后进行清洗的方法；使用高压釜等在热水中水解的方法。
此外，关于纤维素纳米晶中的半纤维素量的测定方法，在实施例中对该具体方法在下文叙述，可以按照WISE法(利用亚氯酸法去除木质素)，从纤维素纳米晶中去除木质素，对全纤维素(α-纤维素和半纤维素)进行定量后，对所得到的全纤维素进行碱处理，由此滤出半纤维素，对半纤维素量进行定量。
纤维素纳米晶的含量根据树脂组合物的用途、使用的树脂的种类等而不同，无法笼统地规定，但相对于树脂100重量份，优选含有0.1重量份～50重量份、特别优选1重量份～10重量份的量。在纤维素纳米晶的量少于上述范围的情况下，无法充分得到由配合纤维素纳米晶带来的效果，另一方面，在纤维素纳米晶的量多于上述范围的情况下，可能会损害成型性、强度等。
[树脂]
作为成为本发明的含有纤维素纳米晶的树脂组合物的基质的树脂，根据其用途，可以使用热塑性树脂、热固性树脂、光固化性树脂等以往公知的合成树脂，但在本发明中使用的纤维素纳米晶经熔融混炼后的情况下，VOC的吸附主要因素也成为主导，因此可以优选用于在成型时需要熔融混炼的热塑性树脂中。
作为热塑性树脂，可举例示出：低、中、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、线性超低密度聚乙烯、等规聚丙烯、间规聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物、聚1-丁烯、乙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-丙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物等烯烃系共聚物；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基脂肪酸、聚己内酯等聚酯树脂；尼龙6、尼龙6,6、尼龙6,10等聚酰胺树脂；聚碳酸酯树脂；乙酰纤维素、乙酰丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素等纤维素系树脂；聚乙烯醇、聚丙烯酸等含有羟基和/或羧基的树脂；淀粉、甲壳质、壳聚糖、明胶、蛋白质、酪蛋白等天然高分子系树脂；液晶聚合物、聚四氟乙烯、非晶聚芳酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、氟树脂、聚砜、聚醚砜、热塑性聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等超级工程塑料等，但是为了减少TVOC，优选使用耐热性高的热塑性树脂，特别是，可以优选使用聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂等。
作为热固性树脂，可举例示出：酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、密胺树脂、尿素树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、热固性聚酰胺、生漆、木质素等天然高分子系树脂等，作为光固化性树脂，可以举例示出光固化型丙烯酸系树脂。
在不损害本发明的树脂组合物的特性的范围内，在树脂中可以配合填充剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、防静电剂、润滑剂、稳定剂、吸附剂等以往公知的树脂用添加剂。
(含有纤维素纳米晶的树脂组合物的制造方法)
本发明的含有纤维素纳米晶的树脂组合物可以通过在树脂中添加半纤维素含量为10重量％以下的纤维素纳米晶并进行混合来制备。
如上所述，对通过硫酸等强酸对纤维素进行处理而得到的纤维素纳米晶使用碱剂进行碱处理后，进行酸洗而中和，然后实施使用透析膜等的过滤处理来去除杂质等，由此得到半纤维素含量被调整为10重量％以下的纤维素纳米晶。
调整过半纤维素含量的纤维素纳米晶可以在去除了水分的干燥状态下，与树脂以干混和熔融共混中的任意方式进行混合，但在利用熔融共混的情况下，也可以使用以质子性极性溶剂作为分散介质的纤维素纳米晶分散液。
以质子性极性溶剂作为分散介质的纤维素纳米晶分散液可以通过下述方法来制备。
制备出半纤维素含量被调整为10重量％以下的纤维素纳米晶水分散液后，可以通过利用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇系溶剂、甲酸、硝基甲烷等质子性极性溶剂对该纤维素纳米晶水分散液进行溶剂置换来制备。所述分散液相对于疏水性的树脂也具有亲和性，因此也可以作为树脂的稀释剂等使用，能够使纤维素纳米晶高效地均匀分散在树脂中。需要说明的是，也可以根据需要实施解纤处理、分散处理。
解纤处理可以通过以往公知的方法进行，具体而言，可以使用超高压均化器、超声波均化器、研磨机、高速搅拌器、珠磨机、球磨机、喷射式粉碎机、解聚机、打浆机、双螺杆挤出机进行微细化。
解纤处理可以根据纤维素纳米晶的状态、用途而以干式或湿式中的任意方式进行，在以分散液的状态使用的情况下，优选以水等极性溶剂等作为分散介质并利用超高压均化器等进行解纤。
分散处理可以优选使用超声波分散机、均化器、混合机等分散机，此外，也可以使用利用搅拌棒、搅拌石等的搅拌方法。
作为从水分散液向质子性极性溶剂的溶剂置换的方法，可以通过将纤维素纳米晶水分散液利用离心分离机、使用过滤器的过滤等脱水方法去除水分散液的水分的同时或去除后，与质子性极性溶剂混合来进行。溶剂置换处理后，通过与上述分散处理同样的方法使纳米纤维素分散在质子性极性溶剂中，由此制备纤维素纳米晶分散液。
如此得到的纤维素纳米晶分散液相对于疏水性树脂也具有亲和性，因此能够在处于熔融状态的热塑性树脂中高效地混炼，能提供纤维素纳米晶均匀分散的树脂组合物。
实施例
以下对本发明的实施例进行说明。需要说明的是，以下的实施例是本发明的一个例子，本发明并不限定于这些实施例。各项目的制备、测定方法如下所述。
<硫酸基和/或磺基量>
称量纤维素纳米晶，加入离子交换水，制备0.05质量％～0.3质量％的纤维素纳米晶分散液100ml。加入阳离子交换树脂0.1g，进行搅拌处理。然后进行过滤，分离出阳离子交换树脂和纤维素纳米晶分散液。使用电位差自动滴定装置(京都电子社制)对阳离子交换后的分散液滴加0.05M氢氧化钠溶液，测量纤维素纳米晶分散液所显示的电导率的变化。根据所得到的传导率曲线求出为了中和硫酸基和/或磺基量而消耗的氢氧化钠滴定量，使用下述式(1)计算出硫酸基和/或磺基量(mmol/g)。
硫酸基和/或磺基量(mmol/g)＝为了中和阴离子性官能团而消耗的氢氧化钠滴定量(ml)×所述氢氧化钠浓度(mmol/ml)÷纤维素纳米晶固体质量(g)···(1)
<利用WISE法去除木质素>
将纤维素纳米晶10g取至1200ml锥形瓶中，加入蒸馏水600ml、亚氯酸钠4.0g以及醋酸0.8ml，缓慢地盖上锥形瓶，在70℃～80℃的热水浴上不时地轻轻振荡内容物的同时加热一小时。进而，不冷却而加入亚氯酸钠4.0g和醋酸0.8ml，进行加热处理。将该操作重复4次，将内容物放入称量瓶中，使用已求出恒重的玻璃过滤器进行抽滤，用冷水和丙酮清洗后，在105℃的干燥机中干燥，在保干器(desiccator)内放冷，由此得到从纤维素纳米晶中去除了木质素的全纤维素及其重量。
<半纤维素量的计算>
将所述全纤维素取至500ml烧杯中，加入17.5％氢氧化钠水溶液100ml，在20℃下放置3分钟后，用玻璃棒碾碎5分钟使其均匀分散，在20℃下放置30分钟。30分钟后，加入20℃的水100ml，搅拌1分钟，接着放置5分钟，将内容物放入称量瓶中，使用已求出恒重的玻璃过滤器进行抽滤，一边用玻璃棒按压一边用20℃的水清洗。在滤取出的内容物中进一步注入10％醋酸200ml，进行抽滤，尽可能地去除液体，用1L的沸水清洗后，在105℃的干燥机中干燥，通过以上的处理从全纤维素中滤出半纤维素。在保干器内放冷后进行称量，计算出纤维素纳米晶中所含的半纤维素重量(％)。
(实施例1)
<含有纤维素纳米晶的树脂组合物的制备>
使用将机筒设定温度设为200℃的附带造粒设备的双螺杆挤出机(TEM-35B：东芝机械(株))熔融混炼聚丙烯树脂(日本聚丙烯，MA04)，向其中以与聚丙烯树脂的配合比为4重量％的方式定量投入半纤维素含量为10重量％的纤维素纳米晶，以100rpm的转速进行熔融混炼，由此得到含有纤维素纳米晶的树脂。在80℃下加热5小时进行干燥处理后，使用注塑成型机NN75JS(新泻铁工所)在模具温度20℃、料筒温度200℃的条件下进行注塑成型，得到由含有纤维素纳米晶的树脂组合物形成的注塑成型板(平面板：100×100mm，厚度1mm)。
<TVOC量>
关于所述由含有纤维素纳米晶的树脂组合物形成的注塑成型板，按照VOC(挥发性有机化合物)测定JASO M 902：2011来进行取样袋(sampling bag)法，由此散发、捕集、浓缩VOC成分，对VOC成分进行定量，求出TVOC量。以下示出步骤。
将所述含有纤维素纳米晶的树脂组合物的注塑成型板插入内表面涂布有特氟龙(注册商标)的捕集用袋(10L)，密封后，用氮气5L置换袋内的空气。放入加热至65℃的干燥器中，经过2小时后，捕集袋内的空气。对于捕集到的空气，使用气相色谱-质谱分析(Agilent Technologies制，HP6890型气相色谱，HP5973型质量选择型检测器，Gerstel制TDSA/CIS4系统，使用色谱柱：Agilent Technologies制HP-5MS，柱温：40℃～280℃，测定模式：扫描(SCAN)测定质量范围：25～550)和液相色谱仪(Agilent Technologies制1200系列，检测器：UV/VIS，测定波长：360nm)来进行各VOC成分的定量。此外，通过使用已知浓度的甲苯制作校准曲线，对TVOC量进行换算定量。
(实施例2)
使用将机筒设定温度设为240℃的附带造粒设备的双螺杆挤出机(TEM-35B：东芝机械(株))熔融混炼尼龙6树脂(UNITIKA，A1020BRL)，向其中以与尼龙6树脂的配合比为10重量％的方式定量投入半纤维素含量为10重量％的纤维素纳米晶，除此以外，与实施例1同样地进行制备，得到含有纤维素纳米晶的树脂。在80℃下加热24小时进行干燥处理后，使用注塑成型机NN75JS(新泻铁工所)在模具温度80℃、料筒温度240℃的条件下进行注塑成型，得到由含有纤维素纳米晶的树脂组合物形成的注塑成型板(平面板：100×100mm，厚度1mm)。
关于所述由含有纤维素纳米晶的树脂组合物形成的注塑成型板，与实施例1同样地进行，求出TVOC量。
<比较例1>
使用将机筒设定温度设为200℃的附带造粒设备的双螺杆挤出机(TEM-35B：东芝机械(株))熔融混炼聚丙烯树脂(日本聚丙烯，MA04)，以100rpm的转速进行熔融混炼，由此得到聚丙烯树脂。在80℃下加热5小时进行干燥处理后，使用注塑成型机NN75JS(新泻铁工所)在模具温度20℃、料筒温度200℃的条件下进行注塑成型，得到由聚丙烯树脂形成的注塑成型板(平面板：100×100mm，厚度1mm)。
关于所述由聚丙烯树脂形成的注塑成型板，与实施例1同样地进行，求出TVOC量。
<比较例2>
使用将机筒设定温度设为240℃的附带造粒设备的双螺杆挤出机(TEM-35B：东芝机械(株))熔融混炼尼龙6树脂(UNITIKA，A1020BRL)，得到尼龙6树脂。在80℃下加热24小时进行干燥处理后，使用注塑成型机NN75JS(新泻铁工所)在模具温度80℃、料筒温度240℃的条件下进行注塑成型，得到由尼龙6树脂形成的注塑成型板(平面板：100×100mm，厚度1mm)。
关于所述由尼龙6树脂形成的注塑成型板，与实施例1同样地进行，求出TVOC量。
<比较例3>
使用将机筒设定温度设为200℃的附带造粒设备的双螺杆挤出机(TEM-35B：东芝机械(株))熔融混炼聚丙烯树脂(日本聚丙烯，MA04)，向其中以与聚丙烯树脂的配合比为4重量％的方式定量投入半纤维素含量为18.3重量％的纤维素纳米晶，以100rpm的转速进行熔融混炼，由此得到含有纤维素纳米晶的树脂。在80℃下加热5小时进行干燥处理后，使用注塑成型机NN75JS(新泻铁工所)在模具温度20℃、料筒温度200℃的条件下进行注塑成型，得到由含有纤维素纳米晶的树脂组合物形成的注塑成型板(平面板：100×100mm，厚度1mm)。
关于所述由含有纤维素纳米晶的树脂组合物形成的注塑成型板，与实施例1同样地进行，求出TVOC量。
<比较例4>
使用将机筒设定温度设为240℃的附带造粒设备的双螺杆挤出机(TEM-35B：东芝机械(株))熔融混炼尼龙6树脂(UNITIKA，A1020BRL)，向其中以与尼龙6树脂的配合比为10重量％的方式定量投入半纤维素含量为18.3重量％的纤维素纳米晶，以100rpm的转速进行熔融混炼，由此得到含有纤维素纳米晶的树脂。在80℃下加热24小时进行干燥处理后，使用注塑成型机NN75JS(新泻铁工所)在模具温度80℃、料筒温度240℃的条件下进行注塑成型，得到由含有纤维素纳米晶的树脂组合物形成的注塑成型板(平面板：100×100mm，厚度1mm)。
关于所述由含有纤维素纳米晶的树脂组合物形成的注塑成型板，与实施例2同样地进行，求出TVOC量。
<比较例5>
使用将机筒设定温度设为200℃的附带造粒设备的双螺杆挤出机(TEM-35B：东芝机械(株))熔融混炼聚丙烯树脂(日本聚丙烯，MA04)，向其中以与聚丙烯树脂的配合比为4重量％的方式定量投入半纤维素含量为17.8重量％的微晶纤维素，以100rpm的转速进行熔融混炼，由此得到含有微晶纤维素的树脂。在80℃下加热5小时进行干燥处理后，使用注塑成型机NN75JS(新泻铁工所)在模具温度20℃、料筒温度200℃的条件下进行注塑成型，得到由含有微晶纤维素的树脂组合物形成的注塑成型板(平面板：100×100mm，厚度1mm)。
关于所述由含有微晶纤维素的树脂组合物形成的注塑成型板，与实施例1同样地进行，求出TVOC量。
<比较例6>
使用将机筒设定温度设为240℃的附带造粒设备的双螺杆挤出机(TEM-35B：东芝机械(株))熔融混炼尼龙6树脂(UNITIKA，A1020BRL)，向其中以与尼龙6树脂的配合比为10重量％的方式定量投入半纤维素含量为17.8重量％的微晶纤维素，以100rpm的转速进行熔融混炼，由此得到含有微晶纤维素的树脂。在80℃下加热24小时进行干燥处理后，使用注塑成型机NN75JS(新泻铁工所)在模具温度80℃、料筒温度240℃的条件下进行注塑成型，得到由含有微晶纤维素的树脂组合物形成的注塑成型板(平面板：100×100mm，厚度1mm)。
关于所述由含有微晶纤维素的树脂组合物形成的注塑成型板，与实施例2同样地进行，求出TVOC量。
[表1]
※1：相对于基体树脂的重量％
※2：相对于纤维素纳米晶或微晶纤维素的重量(％)
[表2]
※1：相对于基体树脂的重量％
※2：相对于纤维素纳米晶或微晶纤维素的重量(％)
[表3]
※1：相对于基体树脂的重量％
※2：相对于纤维素纳米晶或微晶纤维素的重量(％)
[表4]
※1：相对于基体树脂的重量％
※2：相对于纤维素纳米晶或微晶纤维素的重量(％)
工业上的可利用性
本发明的含有纤维素纳米晶的树脂组合物中，TVOC与树脂单体相比减少，可以优选用于汽车用内饰材料、建材等。
Claims (6)
1.一种纤维素纳米晶用于吸附通过树脂的热分解释放的VOC，使树脂组合物的总挥发性有机成分量TVOC比树脂单体中的TVOC减少的用途，其特征在于，
所述树脂组合物在树脂中含有半纤维素含量为10重量％以下的纤维素纳米晶，
所述纤维素纳米晶含有0.01mmol/g～4.0mmol/g的量的源自硫酸处理的硫酸基和/或磺基。
2.根据权利要求1所述的用途，其中，
所述树脂组合物的依据JASO M 902：2011的总挥发性有机成分量低于在所述树脂单体中的总挥发性有机成分量。
3.根据权利要求1或2所述的用途，其中，
所述纤维素纳米晶是纤维宽度为50nm以下、纤维长度为500nm以下、结晶度为60％以上的纤维素纳米晶。
4.根据权利要求1或2所述的用途，其中，
所述纤维素纳米晶相对于树脂100重量份的含量为0.1重量份～50重量份。
5.根据权利要求1或2所述的用途，其中，
所述树脂是热塑性树脂。
6.一种纤维素纳米晶用于吸附通过树脂的热分解释放的VOC，使树脂组合物的总挥发性有机成分量TVOC比树脂单体中的TVOC减少的用途，其特征在于，在所述树脂组合物的制造方法中，在树脂中添加半纤维素含量为10重量％以下的纤维素纳米晶并进行混合，所述纤维素纳米晶含有0.01mmol/g～4.0mmol/g的量的源自硫酸处理的硫酸基和/或磺基。
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|---|---|---|---|---|
| CN116640458A (zh) * | 2023-05-08 | 2023-08-25 | 广东美的制冷设备有限公司 | 一种bmc材料及其制备方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007313400A (ja) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Sharp Corp | ガス状有害物質吸着剤およびその製造方法 |
| CN102947345A (zh) * | 2009-12-15 | 2013-02-27 | 加拿大国家研究委员会 | 来自可再生生物质的纤维素纳米晶体 |
| CN103396571A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-11-20 | 南京林业大学 | 纤维素纳米纤维/聚甲基丙烯酸甲酯复合膜的制备方法 |
| JP2015101694A (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | 凸版印刷株式会社 | セルロースナノファイバー分散体及びセルロース修飾体、ならびに製造方法 |
| CN104781055A (zh) * | 2012-11-06 | 2015-07-15 | 克罗诺泰克股份公司 | 降低来自木质材料的挥发性有机化合物的排放量的方法以及木质材料 |
| CN105419012A (zh) * | 2015-12-19 | 2016-03-23 | 华南理工大学 | 一种基于秸秆的纤维素纳米晶及其橡胶复合材料的制备方法 |
| CN105524349A (zh) * | 2014-10-21 | 2016-04-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种低voc聚丙烯树脂组合物及其制备方法 |
| JP2016222745A (ja) * | 2015-05-26 | 2016-12-28 | 大阪瓦斯株式会社 | 混練組成物及びその製造方法並びに複合体 |
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007313400A (ja) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Sharp Corp | ガス状有害物質吸着剤およびその製造方法 |
| CN102947345A (zh) * | 2009-12-15 | 2013-02-27 | 加拿大国家研究委员会 | 来自可再生生物质的纤维素纳米晶体 |
| CN104781055A (zh) * | 2012-11-06 | 2015-07-15 | 克罗诺泰克股份公司 | 降低来自木质材料的挥发性有机化合物的排放量的方法以及木质材料 |
| CN103396571A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-11-20 | 南京林业大学 | 纤维素纳米纤维/聚甲基丙烯酸甲酯复合膜的制备方法 |
| JP2015101694A (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | 凸版印刷株式会社 | セルロースナノファイバー分散体及びセルロース修飾体、ならびに製造方法 |
| CN105524349A (zh) * | 2014-10-21 | 2016-04-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种低voc聚丙烯树脂组合物及其制备方法 |
| JP2016222745A (ja) * | 2015-05-26 | 2016-12-28 | 大阪瓦斯株式会社 | 混練組成物及びその製造方法並びに複合体 |
| CN105419012A (zh) * | 2015-12-19 | 2016-03-23 | 华南理工大学 | 一种基于秸秆的纤维素纳米晶及其橡胶复合材料的制备方法 |
| CN108884272A (zh) * | 2016-12-28 | 2018-11-23 | 旭化成株式会社 | 含纤维素的树脂组合物和纤维素制剂 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| Bio-nano reinforcement of environmentally degradable polymer matrix by cellulose whiskers from grass;J.K. Pandey;《Composites: Part B》;第676-680页 * |
| Cellulose nanocrystals from natural fiber of the macrophyte Typha domingensis: extraction and characterization;Nata´lia R. Ce´sar;《Cellulose》;第449-460页 * |
| Isolation and characterization of cellulose nanocrystals from pineapple crown waste and their potential uses;Karen S. Prado;《International Journal of Biological Macromolecules》;第 410-416页 * |
| 桑皮纳米纤维素晶须的制备及其应用研究;李荣吉;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20110615;第B020-129页 * |
| 细菌纤维素纳米纤维支架的改性与复合;李建;《中国博士学位论文全文数据库医药卫生科技辑》;第E080-9页 * |
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