Development of innovative marine biodegradable polymer processing machine and technology for social implementation

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海洋分解性ポリマーであるポリ（3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシヘキサノエート）(PHBH）単体およびセルロースナノファイバー（CNF）との複合材料を対象にし、基礎物性の評価ならびに微細発泡体の作製に関する研究をまとめたものである。その主な成果は以下のとおりである。１）PHBHの力学物性低下要因を明らかにするため，溶融成形条件による分子量，力学物性や結晶形態の変化について詳細に調べた．成形温度や成形時間による分子量変化を解析し，熱分解反応をモデル化した．力学試験結果より，成形時間が長くなると分子量が低下し，どの成形温度でも引張強度が低下することを明らかにした．また，同程度の分子量の成形体を比較すると，170℃以上で成形した成形体の球晶の大きさは，170℃未満で成形したものに比べて著しく大きく，引張強度は低かった．これらの結果から，PHBHの力学物性低下は，球晶の粗大化と分子量の減少に起因することが明らかとなった．２）微生物が分泌した酵素によるPHBHの加水分解速度を光学密度の測定により定量化し，酵素の表面吸着を考慮した分解反応モデルを提案した．また水熱処理によるPHBHの加水分解速度を分子量測定により評価し，数平均分子量・重量平分子量の経時変化を予測できるモデルをも構築した．３）CNFを添加すると樹脂は粘弾性はゴム的な挙動を示すことを明らかにした。また、熱分解による分子量低下でおこるPHBHの粘度低下をCNFの添加により補う（低下させない）ことができることを明らかにした。４）射出成形機での樹脂の溶融温度を150～180℃の間に設定し、コアバック時間を適切に選ぶことにより、メルトメモリー効果の活用あるいはCNFの添加により、気泡径が25μmのマイクロセルラーが創製できることを示した。