植物由来の原料には多くの種類があるが、その基本的な組成はほとんど違いがなく、主に糖類と非糖類から構成されている。
植物原料の種類によって、各成分の含有量は異なります。以下に、植物原料の主要3成分について簡単に説明します。
セルロースエーテルリグニンとヘミセルロース。
1.3 植物原料の基本構成
1.3.1.1 セルロース
セルロースは、β-1,4グリコシド結合で連結されたD-グルコースからなる高分子多糖類である。地球上で最も古く、最も豊富に存在する物質である。
天然高分子。その化学構造は通常、ハワース構造式および椅子型配座構造式で表され、nは多糖類の重合度である。
セルロース炭水化物キシラン
アラビノキシラン
グルクロン酸キシラン
グルクロン酸アラビノキシラン
グルコマンナン
ガラクトグルコマンナン
アラビノガラクタン
デンプン、ペクチン、その他の可溶性糖類
非炭水化物成分
リグニン
脂質、リグノール、窒素化合物、無機化合物の抽出
ヘミセルロース、ポリヘキソポリペントース、ポリマンノース、ポリガラクトース
テルペン類、樹脂酸、脂肪酸、ステロール類、芳香族化合物、タンニン類
植物材料
1.4 セルロースの化学構造
1.3.1.2 リグニン
リグニンの基本単位はフェニルプロパンであり、それがC-C結合とエーテル結合によって連結されている。
ポリマーの種類。植物の構造では、細胞間層に最も多くのリグニンが含まれています。
細胞内物質は減少したが、二次壁の内層ではリグニン含有量が増加した。細胞間物質としては、リグニンとヘミフィブリルが挙げられます。
それらが合わさって細胞壁の微細な繊維の間を埋めることで、植物組織の細胞壁を強化する。
1.5 リグニンの構造モノマー（順不同）：p-ヒドロキシフェニルプロパン、グアイアシルプロパン、シリンギルプロパン、コニフェリルアルコール
1.3.1.3 ヘミセルロース
リグニンとは異なり、ヘミセルロースは数種類の異なる単糖類から構成されるヘテロポリマーである。
糖の種類とアシル基の有無によって、グルコマンナン、アラビノシル（4-O-メチルグルクロン酸）-キシラン、
ガラクトシルグルコマンナン、4-O-メチルグルクロン酸キシラン、アラビノシルガラクタンなど、
木材組織の50％はキシランであり、キシランはセルロースミクロフィブリルの表面に存在し、繊維同士を連結している。
それらは互いに強固に結びついた細胞のネットワークを形成する。
1.4 本研究の目的、意義、および主な内容
1.4.1 研究の目的と意義
本研究の目的は、いくつかの植物原料の成分分析を通して、代表的な3つの種を選定することである。
セルロースは植物原料から抽出される。適切なエーテル化剤を選択し、抽出したセルロースを綿の代わりに用いてエーテル化および改質を行い、繊維を製造する。
ビタミンエーテル。調製したセルロースエーテルを反応染料印刷に適用し、最後に印刷効果を比較してさらに詳しく調べた。
反応染料捺染ペースト用セルロースエーテル。
まず第一に、このテーマの研究は、植物原料廃棄物の再利用と環境汚染の問題をある程度解決しました。
同時に、セルロースの供給源に新たな方法が追加されました。第二に、毒性の低いクロロ酢酸ナトリウムと2-クロロエタノールがエーテル化剤として使用され、
毒性の高いクロロ酢酸の代わりにセルロースエーテルを調製し、綿布反応染料プリントペーストとアルギン酸ナトリウムに適用した。
代替品に関する研究は、一定の指針となるだけでなく、非常に大きな実用的意義と参考価値も有している。
繊維壁リグニン溶解リグニン高分子セルロース
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1.4.2 研究内容
1.4.2.1 植物原料からのセルロースの抽出
まず、植物原料の成分を測定・分析し、繊維抽出のために代表的な植物原料を3種類選定する。
ビタミン。次に、アルカリと酸の総合処理によりセルロース抽出プロセスを最適化した。最後に、UV
吸収分光法、FTIR、およびXRDを用いて生成物の相関関係を調べた。
1.4.2.2 セルロースエーテルの調製
松材セルロースを原料として、濃アルカリで前処理した後、直交実験と単因子実験を行った。
準備プロセスCMC, HECそれぞれHECMCが最適化された。
調製したセルロースエーテルは、FTIR、H-NMR、およびXRDによって特性評価を行った。
1.4.2.3 セルロースエーテルペーストの塗布
3種類のセルロースエーテルとアルギン酸ナトリウムを原ペーストとして使用し、原ペーストのペースト形成速度、保水能力、および化学的適合性を試験した。
4種類の原ペーストの基本的な特性を、物性および保存安定性の観点から比較した。
3種類のセルロースエーテルとアルギン酸ナトリウムを原料ペーストとして使用し、印刷用カラーペーストを配合し、反応染料印刷を行い、試験に合格した。
3つの比較セルロースエーテル そして
アルギン酸ナトリウムの印刷特性。
1.4.3 研究におけるイノベーションのポイント
（１）廃棄物を宝に変え、植物廃棄物から高純度セルロースを抽出し、セルロースの供給源を増やす。
新しい方法であり、同時に、ある程度、廃工場原料の再利用と環境汚染の問題を解決し、繊維の品質を向上させます。
抽出方法。
（２）セルロースエーテル化剤のスクリーニング及び置換度、クロロ酢酸（毒性が高い）、エチレンオキシド（
発がん性物質などを含む化合物は、人体や環境にとってより有害である。本論文では、より環境に優しいクロロ酢酸ナトリウムと2-クロロエタノールをエーテル化剤として使用する。
クロロ酢酸とエチレンオキシドの代わりにセルロースエーテルが調製される。(3) 得られたセルロースエーテルは綿織物の反応染料プリントに用いられ、アルギン酸ナトリウム代替品の研究の基礎となる。
参照する。
投稿日時：2024年4月25日