バイオマス由来エポキシ樹脂へのフェノリックリグニンの応用

抄録

リグニンとフェノール化合物の反応によりリグニンにフェノール化合物が導入されたリグニン系素材であるバイオマス由来フェノリックリグニン（PL）の熱硬化性エポキシ樹脂への適用を検討した。PL を硬化剤として用い， ビスフェノ－ルA 型エポキシ樹脂（DGEBA），硬化促進剤として1- シアノエチル-2- エチル-4- メチルイミダゾール（2E4MZ-CN）を配合し，樹脂組成物とした。その硬化物のガラス転移温度（T _g ）は186℃を示し，汎用の石油由来硬化剤であるフェノールノボラック（PN）を用いた硬化物と比較して46℃高く，800℃における残渣は33％と難燃性であることが示唆された。さらにフェノール化合物導入前の原料のリグニンをそのまま硬化剤とした硬化物と比較して熱的・機械的特性の向上が得られた。さらに，PL を主剤のエポキシ樹脂に適用する目的でPL のエポキシ化も行った。¹ H-NMR およびFT－IR の結果からPL へのエポキシ基の導入を確認した。このエポキシ化PL（ EPL）をエポキシ樹脂，PN を硬化剤，2E4MZ-CN を硬化促進剤として配合した樹脂組成物を作製した。EPL の比較剤であるノボラック型エポキシ樹脂（EPN）と比較して，PN 硬化EPL のT _g は17℃向上し，800℃における残渣も42％であった。