高機能バイオベースプラスチックの実用化に向けた新戦略

高性能生物基塑料实际应用新策略

基本信息

批准号：
06J06119
负责人：
福島和樹
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

植物資源から得られるバイオベースポリマーであるポリ乳酸(PLA)はS体(PLLA)とR体(PDLA)の混合によってPLLAより50℃高い融点を示すステレオコンプレックス型結晶(sc)を形成し、PLLAでは不可能だった構造部材への応用も期待されているが、成形可能な分子量範囲(kw>100k)ではsc形成が不完全になるという課題が残されている。これまでに、直接重縮合でそれぞれ合成した中分子量のPLLAとPDLAの溶融混合物の固相系後重縮合によって、ブロック間の近接効果のためscを形成しやすいS体とR体のマルチブロック共重合体(sb-PLA)の合成ルートを検討したが、溶融混合によってsc化させると固相重合での鎖延長効果が低くなることが確認された。本研究では、上記の固相重縮合法を展開し、PLLA/PDLA粉末混合物を固相重縮合させて高分子量体(km>150k)を合成することに成功した。反応直後の生成物はホモポリマーとほぼ同様の性質を示したが、一度溶融処理することでscの単独形成が確認された。種々の構造解析の結果、主要なホモポリマー領域で鎖成長が起こり、粉末間の部分融着によって生成したsc領域/境界領域でブロック化やエステル交換反応が主として進行するため、生成物はラセミ配列を含む高分子量のホモポリマーと中重合度のsb-PLAのポリマーアロイであると結論付けられた。特にホモポリマー鎖中のラセミ配列とsb-PLAの存在が溶融後のscの単独形成のキーとなっており、固相重合前に熱処理(140-160℃)することで部分融着量を調節し、ポリマー構造とsc形成能を制御できることも見出した。本手法により、高重合度の完全sc化PLAがone-potで合成することが可能となった。また、高分子量PLLAと低分子量PDLAの溶融混合物の固相重縮合によっても高分子量sc化PLAが合成された。

聚合酸（PLA）是一种从植物资源获得的基于生物的聚合物，形成立体复合体晶体（SC），通过混合S-form（PLLA）和R-form（PDLA）（PDLA）表现出比PLLA高50°C的熔点（PDLA），并且尽管可以在PLLA中适用于sc的构建范围，但可以将其适用于PLLA，这是在PLLA中的形成，这是一个问题，即在PLLA中构成问题，这是有问题的问题。模制（KW> 100k）。到目前为止，我们已经研究了S-和R形式的多块共聚物（SB-PLA）的合成途径，这些途径可能形成SC，这是由于分别通过直接多核降低的中等分子量PLLA和PDLA的融化混合而分别通过固体相位的块之间的固体固体之间的近距性效应而形成SC。然而，已经证实，当混合物通过融化混合而制成SC时，固相聚合中的链扩展效应会降低。在这项研究中，开发了上述固相的多凝结方法，并将PLLA/PDLA粉末混合物固相元素固定以合成高分子量（km> 150K）。反应后的产物立即显示出与均聚物几乎相同的特性，但是一旦熔化处理证实了单独的SC形成。各种结构分析得出的结构分析得出的结论是，由于链生长发生在主要的均聚物区域中，并且主要发生在SC/边界区域中，链生长发生在主要的均聚物区域中，因此含有外星序列和介质聚合SB-PLA的高分子量均聚物和培养基聚合SB-PLA的聚合物合金发生。特别是，均聚物链中的外消旋序列和SB-PLA的存在是熔化后单独形成SC的关键，并且还发现，通过热处理（140-160°C），在固相聚合之前，可以控制部分融合的量，并且可以控制部分融合的量，并且可以控制聚合物结构和SC形成能力。这种方法使得在一锅中具有高度聚合的完全脚手架PLA成为可能。此外，还通过高分子量PLLA和低分子量PDLA的熔融混合物的固相多头浓度合成了高分子量支架PLA。