JP3650816B2 - Method for producing highly crystalline cellulose-containing polymer alloy - Google Patents
Method for producing highly crystalline cellulose-containing polymer alloy Download PDFInfo
- Publication number
- JP3650816B2 JP3650816B2 JP2001205342A JP2001205342A JP3650816B2 JP 3650816 B2 JP3650816 B2 JP 3650816B2 JP 2001205342 A JP2001205342 A JP 2001205342A JP 2001205342 A JP2001205342 A JP 2001205342A JP 3650816 B2 JP3650816 B2 JP 3650816B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polymer alloy
- highly crystalline
- crystalline cellulose
- cellulose
- containing polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高結晶性セルロース物質とポリエチレンやポリプロピレンなどの汎用プラスチックとを主体とし、かつ分散性が改善され、高結晶性セルロース物質の含有量が多い場合でも十分な熱可塑性を示し、実用的な強度を有する成形体を与えうるセルロース系ポリマーアロイを効率よく製造するための新規な方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セルロース、キチン、キトサンのような天然多糖類やそれらを構成成分として含む天然物は、主要な天然再生資源として注目されているが、熱可塑性を有しないため、その利用分野が著しく制限されている。
【０００３】
そのため、これらの熱可塑性を有しない天然物に汎用のプラスチック又はそれに天然物に親和性を示す官能基をグラフト化したプラスチックを配合して、溶融することによって複合化し、熱可塑性を付与することが提案されているが、これらの天然物は非常に安定で、反応しにくい上に、天然物とプラスチックとの化学的性質が全く異なるため、溶融する際に天然物をプラスチックマトリックス内に均一に分散させることができず、得られる複合体は天然物の含有量が低いものとなり、その物理的特性の向上には限度があるという問題がある。
【０００４】
そのため、再生資源である天然多糖類の有効利用の観点から、天然多糖類の含有量が高く、かつ実用的な物理的特性を発現する、熱可塑性の天然多糖系ポリマーアロイを効率よく製造する方法が求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、天然多糖類特に高結晶性セルロース物質とプラスチックとを主体とし、かつ分散性が改善され、高結晶性セルロース物質の含有量が多い場合でも十分な熱可塑性を示し、かつ実用的な強度を有する成形体を与えうるポリマーアロイを効率よく製造する方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、高結晶性セルロース物質とプラスチックとの複合物について鋭意研究を重ねた結果、高結晶性セルロース物質と、その物質に親和性を示す官能基でグラフト化されたプラスチックを用い、これらを機械的エネルギーを加えながら反応させて複合化し、高結晶性セルロース物質とプラスチック間に共有結合を形成させることにより、高結晶性セルロース物質に可塑性を付与することができ、優れた物理的特性をもつ複合体が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、高結晶性セルロース物質にその物質と親和性を示す官能基でグラフト化されたプラスチックを、機械的エネルギーを加えながら反応させ、複合化し、場合により、さらに１６０〜２２０℃の温度で溶融することを特徴とする高結晶性セルロース含有ポリマーアロイの製造方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のポリマーアロイの製造方法において、原料の一方として用いられる高結晶性セルロース物質としては、再生型のバイオマス資源として有用な天然物が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの天然物は、十分に乾燥処理してから用いることが望ましい。
【０００９】
一般に、結晶性の低い天然多糖類、例えば木質系由来のものは、反応性の高い水酸基を多く含有するため比較的容易に複合化できるが、本発明方法では、高結晶性セルロース物質、例えば綿花由来のセルロースも容易に用いることができる。すなわち、本発明は、機械的微細化によりセルロース分子中の水酸基を反応活性とすることに特徴があり、したがって、高結晶性のものについても、プラスチックとの複合化を好適に行うことができる。
【００１０】
もう一方の原料であるプラスチックとしては、ポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレンやハロゲン化オレフィンのポリマーその他の汎用プラスチックを用いることができる。ポリオレフィンとしては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンやポリプロピレン、エチレンとプロピレンとのコポリマーなどを使用できるが、生成ポリマーアロイの強度の点からは高密度ポリエチレンが好適である。
【００１１】
これらのプラスチックは、高結晶性セルロース物質に親和性を示す官能基でグラフト化されていることが必要である。このようなグラフト化されたプラスチックとしては、例えば、無水マレイン酸でグラフト化されたポリエチレン（以下無水マレイン酸化ポリエチレンと略記する）が用いられる。
このグラフト化は、使用するプラスチックすべてに対して行われている必要はなく、その中の一部がグラフト化されていれば十分である。
【００１２】
無水マレイン酸化ポリエチレンは、すでに本発明者らによって提供されているもので（特開２００２−８０６３４号公報）、これはポリエチレン分子に無水マレイン酸のオリゴマーがグラフト鎖として結合した構造を有している。無水マレイン酸基の反応性からいえば、グラフト鎖の長さが１（モノマー単位で）、すなわちグラフト基量が０．１〜１．０質量％の範囲、特に０．５質量％以下が好適である。
【００１３】
無水マレイン酸化ポリエチレンのグラフト鎖長を制御し、水酸基に対する反応性を調整すれば、高結晶性のセルロース物質、例えば綿花由来のセルロースにおいても、無水マレイン酸化ポリエチレンと単に溶融混合することにより、複合化が可能であり、５０〜８０質量％のセルロース含有率のポリマーアロイを得ることができる。
【００１４】
しかしながら、この方法では、セルロースとグラフト化された無水マレイン基間の共有結合はほとんど形成されない。このため、無水マレイン酸化ポリエチレンを使用しない場合と比較して、無水マレイン酸化ポリエチレンを使用して得られたセルロース系ポリマーアロイの成形体は、引張強さは格段に向上するが、伸び性は依然として低く、また外部衝撃に対しても弱い。したがって、本発明方法により得られる複合体に比べ、単に溶融混合して得られるセルロース系ポリマーアロイの成形は著しく制約を受ける。
【００１５】
本発明方法においては、セルロースとプラスチック間に共有結合の形成が不可欠であるとの認識に基づき、高結晶性セルロース物質の反応性、すなわちこの分子中の水酸基の反応性を向上させることによって高結晶性セルロース物質とプラスチック間に共有結合を形成させることに成功した。
【００１６】
すなわち、一般に、高結晶性セルロース物質のような構造多糖と称される天然多糖類は水酸基間で水素結合のネットワークを形成するため結晶性が著しく高く、非常に安定であり、反応性が著しく低いのであるが、本発明方法は、高結晶性セルロース物質の反応活性化を行って、共有結合を形成させたのである。
【００１７】
本発明方法においては、高結晶性セルロース物質と、無水マレイン酸などでグラフト化されたプラスチックとを、機械的エネルギーを加えながら反応させて複合化したのち、所望により、さらに１６０〜２２０℃の温度で溶融処理する。
【００１８】
前記高結晶性セルロース物質として高結晶性の綿花由来のセルロース、プラスチックとして無水マレイン酸化ポリエチレンを含むポリエチレンの場合について、さらに詳細に説明すると、セルロースと該ポリエチレンを同時に、溶媒あるいは触媒などを一切使用することなくボールミル、振動ミルなどを用いて機械的に常温で所定時間微細化する。この微細化により、セルロースの水酸基とポリエチレン分子にグラフト化された酸無水物間にエステル結合が形成されたポリマーアロイが生成する。このことは、エステル基に帰属される１７３５ｃｍ-1に現れる赤外吸収バンドから確認できるが、この点においてセルロースと無水マレイン酸化ポリエチレンを含むポリエチレンとを単に溶融混合した場合と全く異なるものといえる。さらに、セルロースと無水マレイン酸化ポリエチレンを含むポリエチレンを混合粉砕処理したのち、例えば１８０℃程度で３０分間程度溶融混合すると、エステル結合の生成量が増大する。
【００１９】
高結晶性セルロース物質、例えば綿花由来の繊維状セルロースを機械的に微細化すると、粒子サイズが減少するので、プラスチックマトリックス内での分散性が向上したとしても、必ずしも物理的特性の向上を期待することはできない。しかるに本発明によって得られたセルロース系ポリマーアロイの成形体の物理的特性を、単に溶融混合して得られた場合と比べ、引張強さは増大し、しかも非常に興味深いことは、この差がセルロースの含有量とともに増大することである。さらに、成形体の引張伸び率も格段に増大し、かつ衝撃特性も増大する。このことは、セルロースとポリエチレンマトリックス界面で化学結合が形成され、その結果、セルロースのマトリックス内での分散性が著しく向上し、この効果がセルロースの微細化による効果よりもセルロース系ポリマーアロイの物理特性の上に反映したものと思われる。
【００２０】
このように、本発明方法によると、高結晶性の高純度セルロースを用いても、その含有量が５〜８０質量％程度のセルロース系ポリマーアロイの製造が可能であり、物理的特性の優れた成形体が得られる。すなわち、本発明方法により機械的エネルギーを加えて反応させて得られるセルロース系ポリマーアロイは、単に溶融混練りして得たポリマーアロイに比べ衝撃強さが著しく増大しており、その差はセルロースの含有量が５０質量％以下において特に著しい。したがって、セルロース微粒子の分散性が向上し、成形性が格段に向上することから、応用範囲も拡大されることが期待される。
【００２１】
さらに、本発明によるセルロース系ポリマーアロイの製造においては、単に所定量の高結晶性セルロース物質とプラスチックとを混合し、ボールミルや振動ミルなどを用いて機械的に粉砕し、必要に応じて、さらに溶融混合するだけでよく、製造の過程で溶媒あるいは触媒などは必要ないので、廃棄物などは全く発生しない。したがって、生成物のみならず製造法自体も環境調和型である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、高結晶性セルロース物質とポリエチレンやポリプロピレンなどの汎用プラスチックとを主体とし、かつ分散性が改善され、セルロースの含有量が多い場合でも十分な熱可塑性を示し、実用的な強度を有する成形体を与えうるセルロース系ポリマーアロイを効率よく製造することができる。
本発明方法により、再生資源である天然多糖類を広範かつ効果的に利用した環境調和型材料の開発が可能となる。
【００２３】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００２４】
比較例
高結晶性セルロース（ワットマン社製「ＣＦ１１」、結晶化度：９３％）を５０℃で真空乾燥した。次いで、この乾燥したセルロースと無水マレイン酸化ポリエチレン（無水マレイン酸基量：０．８質量％）の全量を４０ｇとし、セルロースの含量を０質量％から８０質量％の範囲に調節し、混練り機（ＴＯＹＯ ＳＥＩＫＩ社製「Ｒ６０型」、チャンバー容積：６０ｃｍ3）にとり、混練り速度６０ｒｐｍ、温度１８０℃で３０分間反応し、複合化した。
生成したポリマーアロイの赤外吸収スペクトルを観察した結果、セルロースとグラフト化した無水マレイン酸基間の結合形成を示すエステル基の生成は観測されず、したがって、無水マレイン酸化ポリエチレンの結合量は０質量％である。
【００２５】
実施例１
高結晶性セルロース（ワットマン社製「ＣＦ１１」、結晶化度：９３％）を５０℃で真空乾燥し、この乾燥したセルロースと無水マレイン酸化ポリエチレン（無水マレイン酸基量：０．８質量％）の全量を４０ｇとし、セルロースの含量を０質量％から８０質量％の範囲に調節し、遊星ボールミル（Ｆｒｉｔｓｃｈ ＧｍｂＨ社製「Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ―Ｐｌａｎｅｔａｒｙ Ｍｉｌｌ Ｐｕｌｖｅｒｉｓｅｔｔｅ ５型」、セル容積：５００ｃｍ3）にとり、回転数２５０ｒｐｍで５０分間、続いて１０分放置を２４回程度繰り返し、複合化した。
【００２６】
生成したポリマーアロイの赤外吸収スペクトルを観察した結果、セルロースとグラフト化した無水マレイン酸基間にエステル結合の形成を示す新しい吸収バンドが１７３５ｃｍ-1に観測された。また、生成したポリマーアロイ（セルロース添加量：３０質量％）をキシレンで加熱乾留して処理し、未反応の無水マレイン酸化ポリエチレンを溶解除去した後の残存物の質量測定により、無水マレイン酸化ポリエチレンの結合量は１９質量％であった。比較例と比較することにより、エステル基の生成がセルロースの微細化による活性化に起因することが分る。
【００２７】
実施例２
実施例１で得られたポリマーアロイ４０ｇをさらに比較例と同様の方法で溶融混練りした。
生成したポリマーアロイの赤外スペクトルを観察した結果、セルロースとグラフト化した無水マレイン酸基間の結合形成を示す１７３５ｃｍ-1の吸収バンドの強度が増大した。さらに、得られたポリマーアロイ（セルロース添加量：３０質量％）をキシレンで加熱乾留して処理し、未反応の無水マレイン酸化ポリエチレンを溶解除去したのち、残存物を質量測定した結果、結合形成量は無水マレイン酸化ポリエチレン基準で約２２％であった。実施例１と比較し、エステル基の形成はほとんど混合微細化の過程で行われていることが分る。
【００２８】
次に、本例で得られたポリマーアロイ成形体の引張強さをＪＩＳ Ｋ７１１３−１９９５に準じて測定した。その結果を比較例のポリマーアロイから得られた成形体と比較して表１に示す。
【００２９】
【表１】
表１から、機械的に混合粉砕して得たポリマーアロイは、単純に溶融混練りして得たポリマーアロイと比較して、引張強さが大きいこと、その差がセルロースの含量とともに増大することが分る。
【００３１】
また、本例で得られたポリマーアロイ成形体の引張伸び率をＪＩＳ Ｋ７１１３―１９９５に準じて測定した。その結果を比較例のポリマーアロイから得られた成形体と比較して表２に示す。
【００３２】
【表２】
表２から、機械的に混合粉砕して得たポリマーアロイは、単純に溶融混練りして得たポリマーアロイと比較して、引張伸び率が極端に大きいこと、その差はセルロースの含量が３０質量％以下で著しいことが分る。
【００３４】
さらに、本例で得られたポリマーアロイ成形体の衝撃強さをＪＩＳ Ｋ７１１０―１９８４に準じて測定した。その結果を比較例のポリマーアロイから得られた成形体と比較して表３に示す。
【００３５】
【表３】
表３から、機械的に混合粉砕して得たポリマーアロイは、単純に溶融混練りして得たポリマーアロイと比較して、衝撃強さが極端に大きいこと、その差はセルロースの含量が５０質量％以下で著しいことが分る。
【００３７】
以上の結果から、本発明によるポリマーアロイの製造方法は、セルロースと無水マレイン酸化ポリエチレン間に共有結合を形成できるため、高結晶性セルロースを、高含有量で用いる場合においても、物理的特性に優れたポリマーアロイを製造できることが分る。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is mainly composed of a highly crystalline cellulose material and general-purpose plastics such as polyethylene and polypropylene, has improved dispersibility, exhibits sufficient thermoplasticity even when the content of the highly crystalline cellulose material is large, and is practical. The present invention relates to a novel method for efficiently producing a cellulosic polymer alloy that can give a molded article having a sufficient strength.
[0002]
[Prior art]
Natural polysaccharides such as cellulose, chitin, and chitosan, and natural products containing them as constituent components are attracting attention as major natural recyclable resources, but they do not have thermoplastic properties, so their fields of use are significantly limited. .
[0003]
Therefore, a general-purpose plastic or a plastic grafted with a functional group having an affinity for a natural product may be blended with these natural products that do not have thermoplasticity, and then compounded by melting to give thermoplasticity. Although proposed, these natural products are very stable and difficult to react, and the chemical properties of the natural product and the plastic are completely different, so the natural product is evenly dispersed in the plastic matrix when melted. However, the resulting composite has a low content of natural products, and there is a problem in that there is a limit to the improvement of its physical properties.
[0004]
Therefore, from the viewpoint of effective utilization of natural polysaccharides that are recycled resources, a method for efficiently producing a thermoplastic natural polysaccharide-based polymer alloy having a high content of natural polysaccharides and expressing practical physical properties Was demanded.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Under such circumstances, the present invention is mainly composed of natural polysaccharides, particularly highly crystalline cellulose materials and plastics, has improved dispersibility, and is sufficient even when the content of highly crystalline cellulose materials is large. It indicates a thermoplastic, and has been made for the purpose of providing a practical method for efficiently producing a reportage Rimaaroi Let give a molded body having a strength.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have made extensive studies on compound with highly crystalline cellulosic materials and plastics, using a highly crystalline cellulose material, the grafted plastic with a functional group exhibiting an affinity to the substance, By combining them by adding mechanical energy to form a covalent bond between the highly crystalline cellulose material and the plastic, it is possible to impart plasticity to the highly crystalline cellulose material and have excellent physical properties. Based on this finding, the present inventors have completed the present invention.
[0007]
That is, the present invention provides a highly crystalline cellulose material plastic grafted with functional group showing affinity the substance, it is reacted while applying mechanical energy, complexed, optionally, a further 160 to 220 ° C. The present invention provides a method for producing a highly crystalline cellulose-containing polymer alloy characterized by melting at a temperature.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The method of manufacturing a port Rimaaroi of the present invention, the highly crystalline cellulose material used as one of the raw materials include natural products useful as biomass resources regenerative. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. These natural products are desirably used after being sufficiently dried.
[0009]
In general, natural polysaccharides with low crystallinity, such as those derived from wood, can be complexed relatively easily because they contain many highly reactive hydroxyl groups. However, in the method of the present invention, highly crystalline cellulose materials such as cotton are used. Cellulose derived from it can also be used easily. That is, the present invention is characterized in that the reaction activity of the hydroxyl groups in the cellulose molecules by mechanical refining, therefore, for those of highly crystalline can also be carried out suitably complexed with plastic.
[0010]
As the other plastic material, polyolefin, for example, polyethylene, polypropylene, halogenated olefin polymer, and other general-purpose plastics can be used. As the polyolefin, high-density polyethylene, medium-density polyethylene, low-density polyethylene, polypropylene, a copolymer of ethylene and propylene, and the like can be used. From the viewpoint of the strength of the produced polymer alloy, high-density polyethylene is preferable.
[0011]
These plastics need to be grafted with functional groups that have an affinity for highly crystalline cellulose materials . As such a grafted plastic, for example, polyethylene grafted with maleic anhydride (hereinafter abbreviated as maleic anhydride polyethylene) is used.
This grafting does not need to be performed on all the plastics used, and it is sufficient if a part of them is grafted.
[0012]
Maleic anhydride- modified polyethylene has already been provided by the present inventors ( Japanese Patent Laid-Open No. 2002-80634 ), and has a structure in which an oligomer of maleic anhydride is bonded to a polyethylene molecule as a graft chain. . In view of the reactivity of the maleic anhydride group, the length of the graft chain is 1 (in monomer units), that is, the graft group amount is in the range of 0.1 to 1.0% by mass, particularly preferably 0.5% by mass or less. It is.
[0013]
By controlling the graft chain length of anhydrous maleated polyethylene and adjusting the reactivity to hydroxyl groups, highly crystalline cellulose materials such as cellulose derived from cotton can be combined by simply melt-mixing with anhydrous maleated polyethylene. are possible, it is possible to obtain a port Rimaaroi cellulose content of 50-80% by weight.
[0014]
However, in this method, few covalent bonds are formed between the cellulose and the grafted anhydrous maleic group. For this reason, compared with the case where anhydrous maleated polyethylene is not used, the cellulosic polymer alloy molded body obtained using anhydrous maleated polyethylene has a markedly improved tensile strength, but the extensibility still remains. Low and weak against external impacts. Therefore, as compared with the composite obtained by the method of the present invention, the molding of the cellulosic polymer alloy obtained simply by melt mixing is significantly restricted.
[0015]
In the process of the present invention, based on the recognition that the formation of covalent bonds between the cellulose and plastic are essential, the reactivity of highly crystalline cellulose material, i.e. high crystallinity by improving the reactivity of the hydroxyl groups in the molecule We succeeded in forming a covalent bond between the functional cellulose material and the plastic.
[0016]
That is, in general, natural polysaccharides called structural polysaccharides , such as highly crystalline cellulose substances, form a hydrogen bond network between hydroxyl groups, so that the crystallinity is extremely high, very stable, and the reactivity is extremely low. However, according to the method of the present invention, a highly crystalline cellulose material was activated to form a covalent bond.
[0017]
In the method of the present invention, a highly crystalline cellulose material and a plastic grafted with maleic anhydride or the like are reacted to form a composite while applying mechanical energy, and then, optionally, at a temperature of 160 to 220 ° C. Melt with
[0018]
In the case of polyethylene containing highly crystalline cellulose as the highly crystalline cellulose material and polyethylene containing anhydrous maleated polyethylene as the plastic, cellulose and the polyethylene are simultaneously used with a solvent or a catalyst at all. Without using a ball mill or a vibration mill, the material is mechanically refined at room temperature for a predetermined time. This refinement produces a polymer alloy in which an ester bond is formed between the hydroxyl group of cellulose and the acid anhydride grafted to the polyethylene molecule. This can be confirmed from the infrared absorption band appearing at 1735 cm −1 attributed to the ester group, but in this respect, it can be said to be completely different from the case where cellulose and polyethylene containing anhydrous maleated polyethylene are simply melt-mixed. Furthermore, after mixing and pulverizing a cellulose and polyethylene containing anhydrous maleated polyethylene, for example, melt mixing at about 180 ° C. for about 30 minutes increases the amount of ester bond produced.
[0019]
Highly crystalline cellulosic materials , such as cotton-derived fibrous cellulose, reduce the particle size, so even if the dispersibility in the plastic matrix is improved, it is always expected to improve physical properties It is not possible. However, compared with the case where the physical properties of the cellulosic polymer alloy molded body obtained by the present invention are simply obtained by melt-mixing, the tensile strength is increased, and it is very interesting that the difference is that It increases with the content of. Further, the tensile elongation of the molded body is remarkably increased and the impact characteristics are also increased. This is a chemical bond formed by the cellulose and polyethylene matrix interface, as a result, significantly improves the dispersibility in the matrix of the cellulose, the physical properties of the cellulosic polymer alloy than the effect this effect due to miniaturization of the cellulose It seems to reflect on.
[0020]
Thus, according to the method of the present invention, it is possible to produce a cellulosic polymer alloy having a content of about 5 to 80% by mass even if highly crystalline high-purity cellulose is used, and has excellent physical properties. A molded body is obtained. That is, the cellulosic polymer alloy obtained by reacting by applying mechanical energy according to the method of the present invention has a markedly increased impact strength as compared with the polymer alloy obtained by simply melt-kneading, and the difference is that The content is particularly remarkable at 50% by mass or less. Therefore, the dispersibility of the cellulose fine particles is improved and the moldability is remarkably improved, so that the application range is expected to be expanded.
[0021]
Furthermore, in the production of the cellulosic polymer alloy according to the present invention, a predetermined amount of highly crystalline cellulose material and plastic are simply mixed and mechanically pulverized using a ball mill, a vibration mill or the like. It only needs to be melt-mixed, and since no solvent or catalyst is required in the manufacturing process, no waste is generated. Therefore, not only the product but also the manufacturing method itself is environmentally friendly.
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, the main component is a highly crystalline cellulose material and a general-purpose plastic such as polyethylene or polypropylene, and the dispersibility is improved. Even when the cellulose content is high, the thermoplastic resin exhibits sufficient thermoplasticity and has a practical strength. A cellulosic polymer alloy that can give a molded article having a high efficiency can be efficiently produced.
By the method of the present invention, it becomes possible to develop environmentally friendly materials that use natural polysaccharides, which are recycled resources, in a broad and effective manner.
[0023]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited at all by these examples.
[0024]
Comparative Example High Crystalline cellulose (Whatman "CF11", crystallinity: 93%) was vacuum dried at 50 ° C.. Subsequently, the total amount of the dried cellulose and maleic anhydride-polyethylene (maleic anhydride group amount: 0.8% by mass) was adjusted to 40 g, and the cellulose content was adjusted in the range of 0% to 80% by mass. ("R60 type" manufactured by TOYO SEIKI, chamber volume: 60 cm 3 ) and reacted at a kneading speed of 60 rpm and a temperature of 180 ° C for 30 minutes to form a composite.
As a result of observing the infrared absorption spectrum of the produced polymer alloy, formation of an ester group showing bond formation between the cellulose and the grafted maleic anhydride group was not observed. Therefore, the amount of maleic anhydride-polyethylene bonded was 0 mass. %.
[0025]
Example 1
Highly crystalline cellulose (Whatman "CF11", crystallinity: 93%) was vacuum dried at 50 ° C., the dried cellulose and maleic oxidized polyethylene: a (maleic anhydride group content 0.8 wt%) The total amount is 40 g, the cellulose content is adjusted to a range of 0% to 80% by weight, and the planetary ball mill (“Laboratory-Planetary Mill Pulverette type 5” manufactured by Fritsch GmbH, cell volume: 500 cm 3 ) is used with a rotation speed of 250 rpm. For 50 minutes followed by 10 minutes, and repeated 24 times to make a composite.
[0026]
As a result of observing the infrared absorption spectrum of the produced polymer alloy, a new absorption band indicating the formation of an ester bond between the cellulose and the grafted maleic anhydride group was observed at 1735 cm −1 . The produced polymer alloy (addition amount of cellulose: 30% by mass) was heat-distilled with xylene and treated to dissolve and remove unreacted anhydrous maleated polyethylene. The amount of binding was 19% by mass. By comparing with Comparative Example, formation of ester groups it can be seen that due to the activation by the miniaturization of the cellulose.
[0027]
Example 2
40 g of the polymer alloy obtained in Example 1 was further melt-kneaded in the same manner as in the comparative example.
As a result of observing the infrared spectrum of the produced polymer alloy, the intensity of the absorption band at 1735 cm −1 indicating the bond formation between the cellulose and the grafted maleic anhydride group was increased. Furthermore, the obtained polymer alloy (cellulose addition amount: 30% by mass) was heated and distilled in xylene, and after the unreacted anhydrous maleated polyethylene was dissolved and removed, the residue was subjected to mass measurement. Was about 22% based on anhydrous maleated polyethylene. Compared to Example 1, it can be seen that the formation of ester groups is mostly carried out in the course of fine mixing.
[0028]
Next, the tensile strength of the polymer alloy molded body obtained in this example was measured according to JIS K7113-1995. The results are shown in Table 1 in comparison with a molded product obtained from the polymer alloy of the comparative example.
[0029]
[Table 1]
From Table 1, the polymer alloy obtained by mechanical mixing and pulverization has a higher tensile strength than the polymer alloy obtained by simple melt-kneading, and the difference increases with the cellulose content. I understand.
[0031]
In addition, the tensile elongation of the polymer alloy molded body obtained in this example was measured according to JIS K7113-1995. The results are shown in Table 2 in comparison with a molded product obtained from the polymer alloy of the comparative example.
[0032]
[Table 2]
From Table 2, the polymer alloy obtained by mechanical mixing and pulverization has an extremely large tensile elongation compared to the polymer alloy obtained by simply melt-kneading, and the difference is that the cellulose content is 30. It can be seen that it is remarkable at mass% or less.
[0034]
Furthermore, the impact strength of the polymer alloy molded body obtained in this example was measured according to JIS K7110-1984. The results are shown in Table 3 in comparison with a molded product obtained from the polymer alloy of the comparative example.
[0035]
[Table 3]
From Table 3, the polymer alloy obtained by mechanical mixing and pulverization has an extremely large impact strength as compared with the polymer alloy obtained by simply melt-kneading, and the difference is that the cellulose content is 50. It can be seen that it is remarkable at mass% or less.
[0037]
From the above results, the production method of a polymer alloy according to the present invention is capable of forming a covalent bond between cellulose and anhydrous maleated polyethylene, highly crystalline cellulose, even when used in high content, excellent physical properties It can be seen that a polymer alloy can be produced.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001205342A JP3650816B2 (en) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | Method for producing highly crystalline cellulose-containing polymer alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001205342A JP3650816B2 (en) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | Method for producing highly crystalline cellulose-containing polymer alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003020338A JP2003020338A (en) | 2003-01-24 |
| JP3650816B2 true JP3650816B2 (en) | 2005-05-25 |
Family
ID=19041669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001205342A Expired - Lifetime JP3650816B2 (en) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | Method for producing highly crystalline cellulose-containing polymer alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3650816B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015059155A (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | Dic株式会社 | Method for producing modified cellulose nanofiber |
| JP5924722B1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-05-25 | 日本山村硝子株式会社 | Method for producing cellulose-containing olefin resin composition |
| WO2016157564A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 日本山村硝子株式会社 | Process for producing cellulose-containing olefin-based resin composition |
| US10030093B2 (en) * | 2016-03-29 | 2018-07-24 | Toyota Shatai Kabushiki Kaisha | Cellulose nanofiber powder and method for producing the same |
| US20200062910A1 (en) * | 2016-12-27 | 2020-02-27 | Kao Corporation | Method for producing low crystallinity cellulose, and resin composition |
| JP2018104702A (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 花王株式会社 | Resin composition |
-
2001
- 2001-07-05 JP JP2001205342A patent/JP3650816B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003020338A (en) | 2003-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dasan et al. | Polymer blend of PLA/PHBV based bionanocomposites reinforced with nanocrystalline cellulose for potential application as packaging material | |
| CN1102944C (en) | Composite resin composition | |
| Essabir et al. | Mechanical and thermal properties of hybrid composites: Oil-palm fiber/clay reinforced high density polyethylene | |
| Qiu et al. | Interfacial interactions of a novel mechanochemical composite of cellulose with maleated polypropylene | |
| Husseinsyah et al. | Mechanical and thermal properties of chitosan‐filled polypropylene composites: The effect of acrylic acid | |
| Ichazo et al. | Polypropylene/wood flour composites: treatments and properties | |
| Nyambo et al. | Effect of maleated compatibilizer on performance of PLA/wheat Straw‐Based green composites | |
| La Mantia et al. | Mechanical properties of recycled polyethylene ecocomposites filled with natural organic fillers | |
| US20070287795A1 (en) | Composite materials from corncob granules and process for preparation | |
| JPH06316655A (en) | Biodegradable polyethylene composition with starch bound chemically thereto and its production | |
| JP2001316534A (en) | Long-fiber reinforced polypropylene resin composition and molded product | |
| CN113637299B (en) | Heat-resistant and impact-resistant polylactic acid composite material and preparation method and application thereof | |
| JP3650816B2 (en) | Method for producing highly crystalline cellulose-containing polymer alloy | |
| JP2016030881A (en) | Method of manufacturing oligoesterified bamboo fiber, oligoesterified bamboo fiber reinforced thermoplastic resin composition and molded body thereof | |
| Zor et al. | Wood plastic composites (WPCs): Applications of nanomaterials | |
| JP3479661B2 (en) | Method for producing highly crystalline cellulose-polyethylene composite | |
| JPWO2006001076A1 (en) | Thermoplastic cellulosic composition, process for producing the same, and molded article thereof | |
| US20190202100A1 (en) | Method of manufacturing polymer composites comprising agro-waste particles | |
| Nenkova et al. | Modification of wood flour with maleic anhydride for manufacture of wood-polymer composites | |
| JPH11124485A (en) | Composite resin composition | |
| Li | Properties of agave fiber reinforced thermoplastic composites | |
| JP7041510B2 (en) | Method for producing low crystalline cellulose | |
| JP2018048261A (en) | Resin composition | |
| JP2020097679A (en) | Method for producing cellulose composite powder | |
| Krishnan et al. | Compatibilization of biomass fibers with hydrophobic materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040921 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041007 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041206 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050120 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3650816 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |