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

开发创新的海洋可生物降解聚合物加工机械和技术以供社会实施

基本信息

批准号：
21H01689
负责人：
大嶋正裕
金额：
$ 10.48万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

The study of composite materials such as 3-D (3-D)(co-3-D)(PHBH)(CNF)(3-D)(PHBH)(PHBH)(PHBH The main result is the following. 1) The mechanical properties of PHBH are low due to the following factors: melt forming conditions, molecular weight, mechanical properties, crystal morphology, and detailed adjustment. The molecular weight variation due to molding temperature and molding time is analyzed and the thermal decomposition reaction is analyzed. Mechanical test results show that the forming time is long, the molecular weight is low, and the forming temperature is low. Compared with molded bodies of the same molecular weight, the spherulites of molded bodies formed above 170℃ are larger than those formed at 170℃, and the tensile strength is lower. 2) Microorganism secretion and enzyme decomposition rate of PHBH were quantified by optical density measurement and enzyme surface adsorption was considered. Hydrothermal treatment of PHB in the determination of molecular weight, number average molecular weight, molecular weight, time to predict the structure of CNF, viscosity of the resin The molecular weight of PHBH is low due to thermal decomposition. The viscosity of PHBH is low due to the addition of CNF. 4) The melting temperature of resin in injection molding machine is set between 150~180℃, the melting time is appropriately selected, and the effect is utilized. The addition of CNF, the bubble diameter is 25μm, and the melting time is appropriately selected.

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)の溶融成形条件か化学構造と力学物性に与える影響

熔融成型条件对聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)化学结构和机械性能的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
岸田恭輔;大影晃平;乾晴行;古川章人;前田有輝，北田敦，全炳俊，邑瀬邦明，深見一弘;守山兼多，李知昔，大須賀翔，引間悠太，大嶋正裕
通讯作者：
守山兼多，李知昔，大須賀翔，引間悠太，大嶋正裕

メルトメモリー効果を利用したPHBHの結晶化過程の高速化

利用熔体记忆效应加速 PHBH 结晶过程

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masato Sone;Hitomi Watanabe;Kyotaro Nitta;Hideaki Nakajima;Tomoyuki Kurioka;Chun-Yi Chen;Parthojit Chakraborty;Daisuke Yamane;Hiroyuki Ito;Katsuyuki. Machida;Yoshihiro Miyake;Tso-Fu Mark Chang.;渡邉哲，齋藤遼太郎，藤原篤史，宮原稔;Soya Nishimoto;大須賀翔・守山兼多・李知昔・引間悠太・大嶋正裕
通讯作者：
大須賀翔・守山兼多・李知昔・引間悠太・大嶋正裕

Thermal, rheological, and mechanical properties of cellulose nanofiber (CNF) and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) (PHBH) biopolymer nanocomposites