ORNLの研究者が新しいリグニンナイロン複合3Dプリント材料を開発

近年、PLA（ポリ乳酸）は3Dプリントの分野で主導的な地位を占めています。 2018年12月24日、Antarctic Bearは海外メディアから、リグニンという新規参入者が間もなく市場に参入することを知りました。リグニンは維管束植物の細胞壁に含まれる複雑な有機ポリマーで、木材や樹皮に硬度を与えます。米国エネルギー省オークリッジ国立研究所の科学者たちは、リグニンとナイロンを混ぜると、FDM（熱溶解積層法）3Dプリンターで印刷できるようになることを発見した。

リグニンはバイオマスから燃料や化学物質を抽出する過程で生じる副産物だと、プロジェクトリーダーのアミット・ナスカー氏は言う。「リグニンの新たな用途を見つけることで、バイオ精製プロセス全体の経済性が向上する可能性がある」

リグニンは、ABS や PLA などの一般的な熱可塑性プラスチックのような優れた溶融特性を持たず、加熱すると粘度が高くなり、押し出すのが困難になります。しかし、ナイロンと組み合わせると、リグニンの溶融粘度は劇的に低下しました。リグニンナイロン複合材料の引張強度はナイロン単独と同等ですが、粘度は ABS よりも低くなります。研究者らは、高度な顕微鏡検査を使用して、ナイロンを加えると「複合材料に潤滑効果または可塑化効果があるようだ」ことを発見した。

彼らのサンプルには重量比で最大50パーセントのリグニンが含まれていたが、これは実験的有機ポリマーの分野では記録的な数字である。次に、複合材料に炭素繊維を追加して、加熱特性を改善し、印刷速度を上げ、部品を強化します。リグニンナイロン複合材は特許出願中ですが、サンプルの印刷品質から判断すると、大量生産の前に設定を調整するか、複合材をさらに改良する必要があることが分かります。

「ORNLは、リグニンなどの副産物を産業の新たな収益源に変えることができる材料特性評価と合成の分野で世界トップクラスの能力を持っているほか、先進的な製造業向けの新しい再生可能な複合材料を生み出すこともできる」とエネルギー研究所の副所長、モー・ハリール氏は述べた。

出典: 3ders

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