結晶性/結晶性高分子ブレンドにおける構造形成機構

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結晶性高分子同士のブレンドは、非品性高分子同士や結晶性高分子と非品性高分子のブレンドと比較して、非常に複雑な相構造が形成される。本研究は、このような複雑な現象を秩序立てて理解することを目的とする。特に、結晶性高分子同士のブレンドに特有の共結晶化現象に注目する。微生物由来の共重合ポリエステルとして知られるd-3-ヒドロキシブタン酸ホモポリマー(PHB)とHBとd-3-ヒドロキシペンタン酸(HV)共重合体のブレンドを研究対象とした。試料としては通常のPHB及びPHB-HVの他に特定部位を^<13>C標識したPHB及びPHB-HVを用意した。後者は微生物に^<13>C標識した炭素源を与えることにより生合成した。これらを適切な組み合わせでブレンドし、共結晶化の期待できる試料を数種類調整した。これらのブレンドの固体高分解能^<13>CNMRスペクトルを測定し、ピークを波形分離法により結晶中の組成を決定した。その結果、PHBとPHB-HVの結晶中での組成はブレンド比と同じであることがわかり、共結晶化が確認された。また、このブレンドの結晶化過程を観測したところ、PHBのと同等の速度で結晶化が進行する事がわかった。つまり、結晶化時に結晶成長面付近のPHB-HVがトラップされて共結晶化が起こるものと推定される。また、PHV-HV共重合体のHVユニットはHB結晶格子中に多量に存在出来ることが知られるが、ブレンドの共結晶化結晶中にもHVモノマーが多量に存在することが確認された。