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Development of plastics that selectively decompose in seawater

开发在海水中选择性分解的塑料

基本信息

批准号：
22K19868
负责人：
齋藤敬
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、近年問題となっている海洋プラスチック問題を踏まえて、海洋という特殊な条件下で分解が促進される海水分解促進性ポリマー(プラスチック)の創成を目的とする。一般的にポリマーの分解速度が遅い一つの要因として、その長い鎖状の構造が挙げられる。ポリマーは化学結合で連続的に繋がった構造を有しているため、分子量の小さいフラグメントに分解しようとすると、数多くの結合を切断する必要が生じる。ポリマーの生分解テストでも、ポリマーの鎖の長さ、専門的に言えば分子量の大きさに分解速度はほぼ比例する事が知られており、長い鎖(高分子量体)より短い鎖(低分子量体)の方が速く分解されやすい。しかしポリマーの物性、強度も分子量の大きさに比例するため、ポリマーをプラスチック等の製品として使用しようとすると、どうしても分子量を大きくする必要があり、その分、分解が遅くなる。そこで本研究では、素早く生分解可能な短い低分子量体ユニットを、海水により切断される結合で繋いだポリマーを合成する。それにより、一般の使用条件では分解せず安定であるが、海水中でのみ「選択的に」急速に分解する一連のポリマーの合成を目指す。具体的には、本年は、まずは生分解可能な末端に置換基を有する短い低分子量体ユニットを合成するため、環状ケテンアセタールの開環重合と、開環重合用のRAFT剤の開発を実施した。特殊な構造を有するRAFT剤の合成となるが、既存研究や種々条件探索によりその合成法の確立を目指している。

This study aims to solve the problems of recent years and promote the decomposition of seawater under special conditions. The decomposition speed of the general compound is different from that of the long lock structure. The structure of the chemical bond, the molecular weight, the decomposition, and the number of bonds are necessary. The molecular weight of a molecule is larger than the molecular weight of a molecule, and the decomposition rate of a molecule is smaller than the molecular weight of a molecule. The physical properties, strength and molecular weight of the product are required to be separated and decomposed. In this study, the early decomposition of short, medium and low molecular weight molecules was studied. For example, in general, the use of water is stable, and in seawater, the use of water is rapid. Specific to this year, it is possible to decompose the terminal substitution group, to synthesize the short, medium and low molecular weight compounds, and to develop the RAFT agent for ring opening and recombination. Special structures exist, RAFT agents are synthesized, existing research conditions are explored, and synthetic methods are established.