ゼラチン処理が樹脂のトウ変形に及ぼす影響

Scientific Reports volume 12、記事番号: 18949 (2022) この記事を引用

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液体複合成形製造 (LCM) プロセスにおけるゼラチン材料の潜在的な使用について、特に強化材の変形現象に焦点を当てて調査しました。 LCM プロセスに適用するためのガラス繊維との複合材料におけるバインダーとしてのゼラチンの採用可能性は、ゼラチンでコーティングされたガラス繊維の透過性と微細構造を分析することによって評価されました。 トウの変形を評価するために、非捲縮一方向ガラス繊維マットの透過性を、LCM プロセスに適用できるさまざまな流量で評価しました。 流量の増減に応じて透過性のヒステリシスが観察され、トウの変形を示しました。 ゼラチン処理したガラス繊維マットの透過性は、同じ流速において未処理のガラス繊維の透過性よりも比較的小さい変動を示した。 異なる流量における未処理およびゼラチン処理の非捲縮ガラス繊維マットにおけるトウの変形を顕微鏡分析によって評価し、トウの厚さ指数を使用して定量化した。 顕微鏡分析により、ゼラチン処理ガラス繊維マットの透過性の比較的小さい変動とトウの厚さの変化が最小限であったことが観察され、ゼラチンがガラス繊維マットの結合構造を効果的に維持していることが示されました。

構造物への高性能繊維の実用化に対する継続的な需要により、高強度繊維強化複合材料への関心が引き続き高まっています。 ガラス繊維や炭素繊維強化複合材料などの複合材料は、船舶、航空機、自動車産業の構造や艤装品に広く使用されています1。これらの分野では、船の安全性を確保するために設計特性と構造性能の関係を分析することが必要です。構造設計2、3、4。 鉄筋の変形問題は、複合材製造分野の研究者の注目を集めています。 複合材製造における強化材の変形の問題は、複合材成形プロセス中の繊維への含浸、繊維の引き抜き、剥離、およびマトリックスのキャビテーションに関連しています。 ただし、製造プロセスでバインダーとして機能する材料は、複合成形プロセス中の繊維の変形を防止する必要があります。

複合材料におけるゼラチンの採用可能性は広く報告されています。 Narbat ら 5 は、天然の骨の鉱物および有機組成を模倣するために、ヒドロキシアパタイトとゼラチンの複合足場の使用を研究しました。 Yan et al.6 はエレクトロスピニングによってポリ (L-乳酸) ブレンドゼラチン (PLLA ゼラチン) ナノファイバーを製造しましたが、Wang et al.7 はポリ乳酸繊維 (外層) と絹フィブロイン - ゼラチン繊維で構成される管状足場を製造しました (内層) エレクトロスピニングによる。 Balaji ら 8 は、ケラチン、キトサン、ゼラチンを使用して多孔質の相互接続マトリックスを備えた三次元足場を作製しました。多孔質のケラチン - ゼラチン (KG) およびケラチン - キトサン (KC) 複合材料が原料として使用されました。 架橋縫合材料としてのゼラチン繊維の実用化は、Nagura et al.9 によって研究されました。 ゼラチン繊維を製造するためのさまざまなアプローチが研究されてきました。 Fan ら 10 は、原材料の溶液をビスコース型紡糸口金を通して CaCl2 水溶液とエタノールを含む凝固浴中に回転させることにより、アルギン酸塩とゼラチンの混合繊維を製造しました。 Kozlowska et al.11 は、三次元コラーゲン/ゼラチン/ヒドロキシエチルセルロース複合体と、ゼラチンおよびコラーゲン/ゼラチンを充填したミクロスフェアを開発しました。 ゼラチン材料の製造と応用はまだ初期段階にあります。 さらに実装するには、特定の用途に合わせて材料特性を最適化する必要があります。

炭素繊維とゼラチンの複合材料は、溶媒キャスティングおよび溶液含浸技術を使用して開発されており、機械的特性（引張強度と弾性率、破断点伸び、およびせん断強度）は繊維体積分率、グリセロール（可塑剤）含有量に基づいて調整されています。 、ゼラチン含有量、繊維形態12． Rodríguez-Castellanosら13は、ベースマトリックスとして加水分解コーンスターチゼラチンを使用し（5重量％）、セルロース繊維補強なしで押出ブロー成形で容器を形成することを評価した。 Hanani ら 14 は、二軸共回転押出機を使用して、ゼラチンとコーン油を組み合わせて製造された複合フィルムの機械的特性とバリア特性を評価しました。 さらに、Zaman と Beg15 は、ゼラチン含有量を変化させたゼラチンフィルム積層ポリカプロラクトン (PCL) バイオ複合材料の基本特性を評価し、アクリル酸 2-エチルヘキシル (EHA) 前処理後のガンマ線の影響を調査しました。 上記の研究は、複合材料におけるゼラチンの潜在的な応用可能性を実証しています。