天然ゴム向け持続可能フィラーとしての化学修飾クルミ殻バイオ炭:表面特性、フィラー間相互作用および機械的性能

• 大豆粉を300°Cで熱分解し、硝酸酸化とヒドロキシメチル化による2段階修飾を施した窒素リッチバイオ炭をアスファルトバインダー改質剤として開発した
• 15 wt%添加でわだち抵抗性(G*/sinδ値)の向上と経年劣化抵抗性の改善を確認。軟化点6°C上昇、延性557.9%増、針入度17%減、複合モジュラス経年劣化指数が3.44から1.68へ低下

• 未加硫NRと脱硫EPDM(EPDMd)のブレンドをシリカ存在下で評価し、EPDMd 0~60 phrの影響を機械的・微細構造的に調査した研究
• EPDMd 50 phrまで増量するとヤング率と硬度が徐々に上昇し、引張強度と破断伸度は維持されたが、60 phr超では相不適合と凝集体形成により機械的特性が急激に低下
• シリカが補強剤かつ形態調整剤として機能し、凝集体封入メカニズムを通じて高EPDMd配合での modulus・硬度・強度を向上

バイオマス由来炭素材料は、リチウムイオン電池(LIB)およびナトリウムイオン電池(SIB)向けの持続可能な負極材料として有望視されている。バイオマスは再生可能で豊富、低コストであり、その組成や形態は多様である。リグノセルロース骨格、固有のヘテロ原子、バイオマス由来の無機種は、炭素化、活性化、黒鉛化、ドーピングなどのプロセスを経て、調整可能な多孔性、炭素配列、表面化学を持つ炭素構造に変換できる。本レビューでは、まずバイオマス前駆体の組成および構造的特徴を要約し、次に処理条件がそれらを炭素骨格に変換する方法を説明する。その後、LIBとSIBの異なる設計要件を比較することで、バイオマス由来炭素負極…

• 高含有量(30-50 wt%)脱硫ゴム改質アスファルト(HDRA)の熱酸化劣化メカニズムを、RTFOTとPAV試験、DSR、BBR、TD-GC-MS、FTIR、SEM/FMなどのマルチスケールアプローチで系統的に解明した
• 50% HDRAは熱酸化によりゴムネットワークの深い膨潤と架橋が誘発され、高温弾性が大幅に向上し粒子移動が抑制される「自己適応型劣化」特性を示すことを発見した
• 微視的「犠牲的保護」メカニズムを確認し、初期段階のゴムネットワークの解重合と脱硫が熱酸化エネルギーを消費することでベースアスファルトを深刻な硬化から保護することを実証した

• エポキシに天然クルミ殻粉末(WSp)5wt%を添加で圧縮強度が75.30%向上したが、粒子凝集と界面空隙により引張特性の改善は限定的だった。
• 15wt%の連続Eグラス繊維と0.1wt%のグラフェンを併用したE-EgGハイブリッドは、未処理エポキシ比で引張強度71.66%、曲げ強度123.81%、圧縮強度355.71%の増加を示した。
• SEM観察により、ナノスケールグラフェンがマイクロクラックを橋渡しし、クラック偏向を誘発して強度を向上させることが確認された。