リグノセルロースバイオ添加剤で充填された熱可塑性エラストマー複合体。第1部。形態学、加工、熱およびレオロジー特性

Thermoplastic Elastomeric Composites Filled with Lignocellulose Bioadditives. Part 1: Morphology, Processing, Thermal and Rheological Properties.

• Justyna Miedzianowska
• Marcin Masłowski
• Krzysztof Strzelec

抄録

天然ゴム（NR）とエチレン-酢酸ビニル共重合体（EVA）をベースとし、異なる重量比（NRの30、40、50、60、70部/100ゴム（phr）、藁の10、20、30phr）の熱可塑性エラストマーブレンドが調製され、特徴付けられた。現在の環境問題がこの種のシステムを製造する動機となった。すなわち、少なくとも部分的にはプラスチックを天然素材で置き換える必要があること、再生可能な原料の量を増やすこと、および過剰な藁の生産を管理することである。このバイオ添加剤を従来の材料に使用する場合、処理温度が高いことが問題となり、藁繊維の劣化につながる可能性があります。解決策は、著しく低い温度で調製されたポリマー混合物である可能性がある。走査型電子顕微鏡（SEM）イメージングを用いて、繊維の粒径および複合体の相形態を調査した。さらに、フィラーおよび組成物の熱特性の決定は、ＮＲ／ＥＶＡブレンドの製造に使用される処理温度が天然フィラーの劣化のリスクを低減することを示した。示差走査熱量測定(DSC)を用いて、充填された複合材の熱的挙動を測定した。最後に、材料のレオロジー試験により、動的条件下での最適な加工パラメータと材料の特性を決定することができる。提案されたブレンドは弾性特性を示し、化学的架橋がないため、熱可塑性プラスチックのように加工してリサイクルすることができる。さらに、これらのブレンドは、天然ゴムとエチレン-酢酸ビニル共重合体の欠点を相殺し、熱可塑性エラストマーのバイオコンポジットの形で利点を組み合わせています。

Thermoplastic elastomer blends based on natural rubber (NR) and ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) with different weight ratios (30, 40, 50, 60 and 70 parts per hundred rubber (phr) of NR) and 10, 20 and 30 phr of straw were prepared and characterized. Current environmental problems were the motivation to produce this type of system, namely: the need to replace plastics at least partly with natural materials; increasing the amount of renewable raw materials and managing excess straw production. When using this bioadditive in traditional materials, the high processing temperature can be problematic, leading to the degradation of straw fibers. The solution can be polymer mixtures that are prepared at significantly lower temperatures. Scanning electron microscope (SEM) imaging was used to investigate the particle size of fibers and phase morphology of composites. Moreover, determination of the thermal properties of the filler and composites showed that the processing temperature used in the production of NR/EVA blends reduces the risk of degradation of the natural filler. Differential scanning calorimetry (DSC) was used to determine the thermal behavior of the filled composites. Finally, rheological tests of materials allow the determination of optimal processing parameters and properties of materials in dynamic conditions. The proposed blends exhibit elastic properties, and due to the lack of chemical cross-linking they can be processed and recycled like thermoplastics. In addition, they offset the disadvantages and combine the advantages of natural rubber and ethylene-vinyl acetate copolymer in the form of thermoplastic elastomeric biocomposites.