权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Development of Continuous Process for Chemical Modification and Wet Spinning of Polysaccharides Using Ionic Liquid and Evaluation of Physical Properties and Biodegradability

利用离子液体对多糖进行化学改性和湿法纺丝的连续工艺的开发以及物理性能和生物降解性的评价

基本信息

批准号：
21K14886
负责人：
鈴木栞
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

低炭素社会の実現と環境保全の観点から、再生可能資源（バイオマス）を原料とし、自然環境中で水と二酸化炭素にまで完全に分解される「生分解性バイオマスプラスチック」の開発と普及が望まれる。植物や微生物が作る多糖類は、化学修飾によって多様な物性を発現する有用な素材であるが、生分解性を両立するためには、「置換度の低い多糖誘導体」でなくてはならない。しかし、溶解性や熱溶融性に乏しい低置換度の多糖誘導体は、既存の技術では成形加工できないため、従来、部材化されてこなかった。本研究の目的は、難溶性の多糖類を溶解し、また、エステル化などの化学修飾反応の触媒としても機能する「イオン液体」を活用し、低置換度の多糖誘導体の合成と成形加工を一挙に実現する「化学修飾・繊維化一貫プロセス」の構築、および多糖誘導体の構造と材料物性の相関解明である。2022年度は、β-1,3-グルカン（カードラン）を対象に、イオン液体を溶媒かつ触媒として使用して「アセチル化」を行い、置換度0.1～1.5のカードランアセテートの合成に成功した。さらに、アセチル化反応後の溶液を直接、水を凝固浴とした湿式紡糸に供する「化学修飾・繊維化一貫プロセス」に供したところ、置換度0.1～1.0のカードランアセテート繊維の調製に成功した。また、各種繊維の置換度と結晶構造や材料特性との相関を解明した。以上の成果は、Green Chemistry誌に原著論文として掲載されている。

The realization of low-carbon society and environmental protection point, renewable resources, raw materials, natural environment, water and carbon dioxide completely decomposed,"biodegradable" development and popularization is expected. Plant and microbial polysaccharides are chemically modified to produce useful materials for the development of multiple physical properties. The polysaccharide-inducing body with low degree of substitution and low solubility is characterized by the existing technology, forming process and component transformation. The purpose of this study is to understand the relationship between the solubility, structure and physical properties of insoluble polysaccharides, the use of "liquid" as a catalyst for chemical modification of polysaccharides, the synthesis and molding of polysaccharide inducers with low degree of substitution, and the structure and physical properties of polysaccharide inducers. In 2022, the catalyst synthesis of β-1,3-cluster reaction was successfully carried out with substitution degree of 0.1~1.5. The solution after chemical reaction was prepared by direct coagulation bath, water coagulation bath and wet spinning. The preparation of chemical modification and maintenance solution was successfully carried out with substitution degree of 0.1~1.0. The relationship between the degree of substitution of various dimensions, the structure of crystals and the properties of materials is clarified. The above results are published in the original papers of Green Chemistry.