ポリカプロラクトンネットワークの海洋生分解における架橋密度の影響の調査

交联密度对聚己内酯网络海洋生物降解影响的研究

• 批准号: 22K21339
• 负责人: 菅根 海人
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K21339/
• 关键词: 生分解性ポリマー; 海洋生分解; 架橋高分子; 架橋密度; ポリカプロラクトン; ポリウレタン; 生分解性プラスチック; ネットワークポリマー

本研究ではポリマーの海洋生分解における架橋密度の影響を調査することを目的として研究を行った。本年度は架橋密度の異なるポリカプロラクトンネットワークの作製を行った。開始剤としてペンタエリスリトールを用いたε-カプロラクトンの開環重合により星型ポリカプロラクトンオリゴマーの腕の長さが異なる3種類のオリゴマーを合成した。この3種類のオリゴマーについてNMR測定を行い、目的の構造が得られていることを確認した。続いて合成した3種類のオリゴマーをそれぞれヘキサメチレンジイソシアネートとのウレタン化反応によって架橋し、架橋密度の異なる3種類のポリマーネットワークのフィルムを作製した。作製したフィルムについてFT-IR測定を行い、すべてのフィルムにおいてウレタン化反応が進行しポリウレタンが形成されていることを確認した。作製したフィルムについてアセトンに浸漬する膨潤試験を行ったところ、オリゴマーの重合度が増加するとともに膨潤度が増加し、実際に架橋密度が低下していることが確認できた。本年度は架橋密度の異なるポリカプロラクトンネットワークの作製に成功した。本年度の成果は星型ポリカプロラクトンオリゴマーの重合度を変えることで最終的に得られるポリマーネットワークの架橋密度を制御することができたという点で重要である。今後は本年度作製に成功した架橋密度の異なる3種類のポリカプロラクトンネットワークのフィルムについてより詳細な構造解析と熱・力学物性および海洋生分解性について調査する予定である。

进行这项研究的目的是研究交联密度对聚合物海洋生物降解的影响。今年，我们制造了具有不同交联密度的多丙酮酸网络。具有不同臂长的恒星多丙酮酮低聚物的三种类型的低聚物通过使用pentaerythritol作为引发剂来合成ε-辅助酮的环形聚合。对这三种类型的低聚物进行了NMR测量，以确认获得了所需的结构。然后，通过甲基甲基二异氰酸酯的尿素反应将三种寡聚物合成的寡聚物交联，以制备具有不同交联密度不同的三种聚合物网络的膜。通过FT-IR测量制备的膜，并证实尿电烷反应在所有薄膜中都进行形成聚氨酯。当制备的膜进行肿胀测试（涉及将其浸入丙酮中）时，证实低聚物的聚合程度增加了，肿胀程度增加，交联密度实际上降低了。今年，我们成功地制造了具有不同交联密度的多丙酮网络。今年的结果很重要，因为通过改变星形多丙酮寡聚体的聚合程度，可以控制最终获得的聚合物网络的交联密度。将来，我们计划研究更详细的结构分析以及三种类型的多丙酮酸网络膜的热和机械性能以及海洋生物降解性，这些膜今年成功制造出了不同的交联密度。