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セルロースナノファイバーが、安価で、実用的な強度と、各種樹脂との親和性を持つ、短繊維フィラーであるのだろうから、植物繊維から軽くて強いプラスチックを作る事が出来ると主張する事は理解できる。しかしFRPのバインダーに、セルロースを化学処理したセルロイドを、今更使う訳は無いよね。では何なのか、エロい人に解説いただければ幸いです。
セルロイドがセルロース由来ってのは半分間違ってて、確かにセルロースが原料なんだけど、ニトロ基がついてる硝酸セルロースが主成分で、言ってみればプラスチックに無煙火薬が塗り込んであるような感じ。必要以上に燃えやすい。摩擦由来の静電気で発火する可能性があり危険。これは硝酸とセルロースのエステル(硝酸はカルボキシル基を持たないが、O=NO-OHと見なせるので、ヒドロキシル基(HO-)で脱水するとO=NO-O-になる)。エステル結合でセルロイドのヒドロキシル基の全てにニトロ基を被せることにより、水素結合由来だった分の分子間力を下げて融点の低下と、さらなる化学反応の阻止を狙っているわけ。つまり、セルロイドのプラスチックとしての利点は融点(ガラス転移点)の低さ(90℃)と(純粋な糖類と違って)脱水のおこらない安定性で、熱湯で温めるとドロドロになって人形の型とかに入れるだけで加工できる。
セルロースナノファイバーは、純粋なセルロース、つまり、βグルコースの重合体。βグルコースがグリコシド結合で重合するとき、(環状だけど)エステル結合のカルボキシル基にあたる-CH2-O-CH(OH)-は一つしかないが、ヒドロキシル基のOHは4つある。つまり、一つのβグルコースには最大で5つのβグルコースがくっ付くことになる。まあ、立体的な配置上の問題で5つくっつくことはないだろうけど、少なくとも枝分かれはありえるし、枝分かれが全くなくても結合するヒドロキシル基の場所によって右に左に巻いくることになる。
で、セルロースナノファイバーはナノファイバーっていうぐらいだから、一直線の鎖状に単分子が並んでて、しかもベンゼン環でいうパラ位で結合するから分子レベルで真っ直ぐってことじゃないの、多分。繊維の一つ一つが単分子ワイヤーって感じで。木材に入っているセルロースはこんなきれいに並んでいるはずがないから、一端グルコースにしてから、何らかの方法で一直線にならべて人為的にナノなファイバーを作るってことでしょ。
*セルロイドに比べるセルロースの優位性は燃えにくいこと。*普通のセルロースに比べるセルロースナノファイバーの優位性は高分子のわりに粒がそろってること。*カーボンナノファイバーに比べるセルロースナノファイバーの優位性は加工コストじゃないの。
もちろん、カーボンナノセルロイドだって作れると思うが、それをするメリットがないでしょ。ニトロ化の代わりにアセチル化なら、まだ使い道があるかもしれないけど。
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海軍に入るくらいなら海賊になった方がいい -- Steven Paul Jobs
セルロイド (スコア:0)
セルロースナノファイバーが、安価で、実用的な強度と、各種樹脂との親和性を持つ、短繊維フィラーであるのだろうから、植物繊維から軽くて強いプラスチックを作る事が出来ると主張する事は理解できる。
しかしFRPのバインダーに、セルロースを化学処理したセルロイドを、今更使う訳は無いよね。
では何なのか、エロい人に解説いただければ幸いです。
Re:セルロイド (スコア:1)
セルロイドがセルロース由来ってのは半分間違ってて、確かにセルロースが原料なんだけど、ニトロ基がついてる硝酸セルロースが主成分で、言ってみればプラスチックに無煙火薬が塗り込んであるような感じ。必要以上に燃えやすい。摩擦由来の静電気で発火する可能性があり危険。これは硝酸とセルロースのエステル(硝酸はカルボキシル基を持たないが、O=NO-OHと見なせるので、ヒドロキシル基(HO-)で脱水するとO=NO-O-になる)。エステル結合でセルロイドのヒドロキシル基の全てにニトロ基を被せることにより、水素結合由来だった分の分子間力を下げて融点の低下と、さらなる化学反応の阻止を狙っているわけ。つまり、セルロイドのプラスチックとしての利点は融点(ガラス転移点)の低さ(90℃)と(純粋な糖類と違って)脱水のおこらない安定性で、熱湯で温めるとドロドロになって人形の型とかに入れるだけで加工できる。
セルロースナノファイバーは、純粋なセルロース、つまり、βグルコースの重合体。βグルコースがグリコシド結合で重合するとき、(環状だけど)エステル結合のカルボキシル基にあたる-CH2-O-CH(OH)-は一つしかないが、ヒドロキシル基のOHは4つある。つまり、一つのβグルコースには最大で5つのβグルコースがくっ付くことになる。まあ、立体的な配置上の問題で5つくっつくことはないだろうけど、少なくとも枝分かれはありえるし、枝分かれが全くなくても結合するヒドロキシル基の場所によって右に左に巻いくることになる。
で、セルロースナノファイバーはナノファイバーっていうぐらいだから、一直線の鎖状に単分子が並んでて、しかもベンゼン環でいうパラ位で結合するから分子レベルで真っ直ぐってことじゃないの、多分。繊維の一つ一つが単分子ワイヤーって感じで。木材に入っているセルロースはこんなきれいに並んでいるはずがないから、一端グルコースにしてから、何らかの方法で一直線にならべて人為的にナノなファイバーを作るってことでしょ。
*セルロイドに比べるセルロースの優位性は燃えにくいこと。
*普通のセルロースに比べるセルロースナノファイバーの優位性は高分子のわりに粒がそろってること。
*カーボンナノファイバーに比べるセルロースナノファイバーの優位性は加工コスト
じゃないの。
もちろん、カーボンナノセルロイドだって作れると思うが、それをするメリットがないでしょ。ニトロ化の代わりにアセチル化なら、まだ使い道があるかもしれないけど。