林産物を利用した生分解性高分子の開発と応用

木材は再生可能な資源としてその全成分を効率良く、有効利用することが求められている。現在、木材を蒸煮・爆砕法により各成分を分離し、それらの利用についての基礎的・応用的研究が進められている。本研究では、木材の3大成分の一つであり、蒸煮・爆砕法によって得られるヘミセルロース(キシラン)を、合成高分子にグラフトすることによって微生物分解の可能なポリマーを合成することを目的とした。本年度は、キシランの代りにモデル化合物としてグルクロン酸を用い、そのカルボキシル基とポリメチルメタクリレートにペンダントしたエポキシ基との反応性を検討した。最初に、エポキシ基を有するグリシジルメタクリレートを種々の割合でメチルメタクリレートとを共重合させた。この共重合体をエポキシ基の定量、DCSで分析した結果、コモノマーの仕込み量と同程度の共重合組成を有するコポリマーが生成することがわかった。すなわち、グリシジルメタクリレートは50%まではメチルメタクリレートとランダム共重合することがわかった。次に、グルクロン酸を上記コポリマーにグラフトさせる際の最適条件を検討した。特に、溶媒、エポキシ基とカルボキシル基の反応に用いる触媒、反応時間等を中心に検討した。その結果、溶媒はDMSO、反応は160℃で7時間、触媒は使用しないのが最適条件であることが、GPC、NMR、DSC等の分析によりわかった。

木材は再生可能な資源としてその全成分を効率良く、有効利用することが求められている。現在、木材を蒸煮・爆砕法により各成分を分離し、それらの利用についての基礎的・応用的研究が進められている。本研究では、木材の3大成分の一つであり、蒸煮・爆砕法によって得られるヘミセルロース(キシラン)を、合成高分子にグラフトすることによって微生物分解の可能なポリマーを合成することを目的とした。本年度は、キシランの代りにモデル化合物としてグルクロン酸を用い、そのカルボキシル基とポリメチルメタクリレートにペンダントしたエポキシ基との反応性を検討した。最初に、エポキシ基を有するグリシジルメタクリレートを種々の割合でメチルメタクリレートとを共重合させた。この共重合体をエポキシ基の定量、DCSで分析した結果、コモノマーの仕込み量と同程度の共重合組成を有するコポリマーが生成することがわかった。すなわち、グリシジルメタクリレートは50%まではメチルメタクリレートとランダム共重合することがわかった。次に、グルクロン酸を上記コポリマーにグラフトさせる際の最適条件を検討した。特に、溶媒、エポキシ基とカルボキシル基の反応に用いる触媒、反応時間等を中心に検討した。その結果、溶媒はDMSO、反応は160℃で7時間、触媒は使用しないのが最適条件であることが、GPC、NMR、DSC等の分析によりわかった。