Development of high-performance biodegradable materials by stereocomplexation of lactic acid-based periodical copolymers

乳酸基周期共聚物立体络合开发高性能生物降解材料

• 批准号: 21K05183
• 负责人: 辻 秀人
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021 至 2022
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05183/
• 关键词: ポリ乳酸; 周期的共重合体; ステレオコンプレックス; 生分解性高分子材料; バイオベース高分子材料

バイオベースであり、生分解性を有するポリ乳酸(PLA)および置換型PLAのL体およびD体のブレンドによるステレオコンプレックス(SC)化は、PLA材料の熱的特性や機械的特性の向上、多様な物理特性および生分解特性を与えることから注目されている。本研究では、キラルな乳酸および置換型の乳酸誘導体をベースとする種々のモノマー単位のシークエンスが厳密に制御された鏡像異性関係にある周期的共重合体を合成し、それら非ブレンド試料の結晶化挙動、およびブレンドによるSC結晶化能、物理特性や生分解挙動を検討することにより、新しいバイオベースな高分子材料を開発することを目的とする。モノマーとして、鏡像異性関係にあるL-乳酸-L-乳酸-D-乳酸およびD-乳酸-D-乳酸-L-乳酸を9段階のプロセスにより合成し、これらの触媒を用いた縮合重合により、今まで報告のない立体規則性(周期性)を有するポリ(L-乳酸-L-乳酸-D-乳酸)とポリ(D-乳酸-D-乳酸-L-乳酸)を合成した。広角X線回折(WAXD)および示差走査熱量測定(DSC)により、それらの非ブレンド試料は結晶性を有することが分かった。一方で、それら鏡像異性体の1:1ブレンド試料のWAXDおよびDSCにより、ブレンド試料のWAXDパターンおよび融点は非ブレンド試料のものと異なることから、ブレンドによるSCの形成が示唆された。本研究において、今まで報告のない乳酸の立体規則性(周期性)を有する鏡像異性関係にあるホモポリマーの合成に成功し、また、それらのSC形成を初めて見出した。他にも、モノマーユニットの周期性の異なる共重合体の合成および物理特性の評価に取り組んでいる。

The thermal properties of PLA materials, the mechanical properties, the physical properties, and the decomposition properties of PLA materials are discussed. In this study, the crystallization behavior, SC crystallization energy, physical properties, and decomposition behavior of a periodic complex of lactic acid and substitutional lactic acid inducers were studied. New polymer materials are developed for the purpose of L-lactic acid-L-lactic acid-D-lactic acid and D-lactic acid-D-lactic acid-L-lactic acid are 9-stage reactions, and the catalyst is used for condensation. The stereoregular (periodic) reaction between L-lactic acid-L-lactic acid and D-lactic acid-D-lactic acid is reported. X-ray diffraction (WAXD) and differential scanning calorimetry (DSC) were used to determine the crystallinity of the samples. The WAXD and DSC of the 1:1 pair of mirror image heteromorphs are displayed in the WAXD and DSC of the mirror image heteromorphs. In this study, we report that the stereoregularity (periodicity) of lactic acid has a mirror heterosexual relationship, and the synthesis of lactic acid has been successfully and successfully observed. The synthesis and evaluation of physical properties of periodic heterozygotes of different species