生分解性プラスチック製多孔質膜の開発

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近年,ポリ乳酸やポリブチレンサクシネートなどの生分解性プラスチックはゴミ処理問題を解決するため広く利用されており,高度な利用方法の開発が求められている。そこで,生分解性プラスチック製多孔質膜に着目し,使用後に目詰まり成分とともにコンポスト化処理可能な濾過膜の開発に取り組んでいる。現在,ポリブチレンサクシネートの多孔質化にはポリ乳酸などの場合と比較して,温度履歴が膜の構造・孔径・濾過抵抗に大きく影響することを見出している。本研究課題では精密な温度制御装置を用いた多孔質構造の制御とその機能評価に関する研究を行った。1. 高分子-溶媒-非溶媒-系の相図の測定相分離法による多孔質膜の作製に必要な,高分子-溶媒-非溶媒-系の相分離挙動を測定した。例えば,ポリブチレンサクシネートの場合では,50℃で高分子をクロロホルム-メタノール-混合溶媒に溶解し,冷却することにより相分離温度を測定した。高分子:溶媒:非溶媒の比率を変えて測定した相分離温度から,25,35,45℃の三相系の相図を作成した。2. 生分解性プラスチック製多孔質膜の作製と性能評価生分解性プラスチック-溶媒-非溶媒-溶液を恒温水槽で一定温度に保持した後,厚み調整用のスペーサーを備えたガラス板にキャスト。このガラス板は低温恒温槽に接続したアルミ製冷却装置上に置き,冷却装置に冷媒を循環させることにより,高分子溶液の相分離と固化を行った。温度の変化をデーターロガーにより測定。固化したゲルをメタノールなどの非溶媒で洗浄して,多孔質膜を作製した。高分子濃度,メタノール濃度,開始温度,および冷却温度・時間を変化させて種々の多孔質膜を作製。多孔質膜は断面の走査型電子顕微鏡観察と,濾過法による水および各種粒径のポリスチレン粒子の透過性を測定により,作製条件と膜透過抵抗・孔径の関係を明らかにし,作製方法の最適化を行った。