放射光を利用した時間分解小角X線散乱による生分解性高分子のラメラ構造形成と熱挙動

使用同步辐射的时间分辨小角 X 射线散射可生物降解聚合物的层状结构形成和热行为

• 批准号: 18750107
• 负责人: 佐藤 春実
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kwansei Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18750107/
• 关键词: 生分解性高分子; 時間分解小角X線散乱; ラメラ構造; 熱的挙動; ポリヒドロキシブタン酸; 時間分解小角X線散乱法

環境問題や資源枯渇問題から注目を集めている生分解性ポリマーの中でも、微生物が再生可能資源から生合成するポリヒドロキシブタン酸(PHB)は、天然由来の高分子化合物の中でも熱可塑性を有する数少ない生分解性ポリマーであるため、合成高分子材料の代替材料としてだけでなく、医用材料としても期待されている。本研究ではPHBおよびその共重合体の結晶構造とその熱的挙動について、放射光を用いた時間分解小角X線散乱法(SAXS)および赤外分光法による温度変化測定、X線回折(WAXD)測定、DSC測定法等を組み合わせることにより、官能基レベルから分子全体の構造にわたり温度変化に伴う結晶の格子定数の挙動や、らせん構造の変化、およびらせん分子間に形成され、ラメラ構造の安定化に寄与していると考えられる弱い水素結合(C-H・・・O=C水素結合)の熱的挙動について調べた。特にSAXS・WAXD-DSC同時測定からはラメラの厚みに関する情報や結晶性の情報と熱挙動を同じ系で同時に得ることができるため、非常に有益な情報を得ることができる。それにより、PHBおよびその共重合体の等温結晶化あるいは融解過程における結晶部分とアモルファス部分の厚みの時間変化を詳細に観測することができる。PHBおよびその共重合体における時間分解SAXS測定の等温結晶化過程の結果から、PHBホモポリマーのラメラ厚は共重合体に比べると厚く、結晶部分の厚みはほぼ初期に決定し、結晶化過程においてはほとんど変化がみられなかった。一方、アモルファス相の厚みは減少し、それに伴いラメラ全体の厚みも減少した。一方、共重合体の場合は、ラメラ厚はホモポリマーと比べると非常に薄いものであった。にもかかわらず結晶化度がそれなりに高いのは、やはりラメラ間をつないでいるC-H・・・O=C水素結合の存在によるものであると考えられる。

Environmental issues, resource depletion, concentration of biodegradable compounds, microbial regeneration of potential resources, biosynthesis of biodegradable acids (PHB), natural origin of polymer compounds, thermal plasticity of biodegradable compounds, synthetic polymer materials and substitute materials, medical materials and other expected changes. In this study, the crystal structure of PHB complex and the thermal fluctuation of PHB complex were determined by SAXS and infrared spectroscopy, and the temperature variation of PHB complex and PHB complex was determined by WAXD and DSC. The molecular structure is formed and stabilized, and the thermal motion of weak water-element binding (C-H··O=C water-element binding) is regulated. SAXS·WAXD-DSC simultaneous determination of crystalline information and thermal conductivity information in the same system simultaneously obtained, very useful information Isothermal crystallization of the complex of PHB and PHB, and detailed measurement of the crystallization and thickness of the complex during melting. The results of isothermal crystallization process determined by SAXS for PHB complex and PHB complex are as follows: The thickness of PHB complex and PHB complex is higher than that of PHB complex and the thickness of crystalline part is higher than that of PHB complex and PHB complex is higher than that of PHB complex and PHB complex. The thickness of each phase decreases, and the thickness of each phase decreases. A party, a composite of the situation, a thick, thin The degree of crystallization is high, and the degree of crystallization is high. C-H··O=C. The existence of water element combination is high, and the degree of crystallization is high.

项目成果

Crystal Structure and Thermal Behavior of Biodegradable Polymer Blends of Poly (3-hydroxybutyrate)/Poly (ethylene glycol)by using Time-resolved SAXS and Infrared Spectroscopy

使用时间分辨 SAXS 和红外光谱研究聚 (3-羟基丁酸酯)/聚(乙二醇)可生物降解聚合物共混物的晶体结构和热行为

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Osa;H. Kanda;T. Yoshizaki;and H. Yamakawa;長 昌史,猿渡伸生,吉崎武尚,山川裕巳;山田 聖,河口知晃,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;河口知晃,山田 聖,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;Y.Kadohashi;中村 泰規;山田 哲也;丸田 悟朗;Hiroaki Benten;Naomi Kudo;Michihiro Ogawa;Michihiro Ogawa;Hideo Ohkita;Jiamo Guo;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Jiamo Guo;大北英生;郭嘉謨;本田哲士;大北英生;増田幸治;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Shunsuke Yamamoto;Hiroaki Benten;山本俊介;本田哲士;大北英生;小川倫弘;郭嘉謨;小川倫弘;増田幸治;大北英生;大北英生;池田芳史;山本俊介;郭嘉謨;Kyuyoung Heo;Christian Vogel;Tsuyoshi Furukawa;Harumi Sato;Yun Hu;Rumi Murakami;Young Mee Jung;Tsuyoshi Furukawa;Kyuyoung Heo;Harumi Sato;Harumi Sato
• 通讯作者: Harumi Sato

振動分光法および小角X線散乱によるポリヒドロキシアルカン酸系ポリマーブレンドの結晶構造およびその熱挙動,

通过振动光谱和小角 X 射线散射研究聚羟基链烷酸聚合物共混物的晶体结构和热行为，

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Osa;H. Kanda;T. Yoshizaki;and H. Yamakawa;長 昌史,猿渡伸生,吉崎武尚,山川裕巳;山田 聖,河口知晃,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;河口知晃,山田 聖,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;Y.Kadohashi;中村 泰規;山田 哲也;丸田 悟朗;Hiroaki Benten;Naomi Kudo;Michihiro Ogawa;Michihiro Ogawa;Hideo Ohkita;Jiamo Guo;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Jiamo Guo;大北英生;郭嘉謨;本田哲士;大北英生;増田幸治;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Shunsuke Yamamoto;Hiroaki Benten;山本俊介;本田哲士;大北英生;小川倫弘;郭嘉謨;小川倫弘;増田幸治;大北英生;大北英生;池田芳史;山本俊介;郭嘉謨;Kyuyoung Heo;Christian Vogel;Tsuyoshi Furukawa;Harumi Sato;Yun Hu;Rumi Murakami;Young Mee Jung;Tsuyoshi Furukawa;Kyuyoung Heo;Harumi Sato;Harumi Sato;安藤洋平;吉本淳二郎
• 通讯作者: 吉本淳二郎

振動分光法によるポリヒドロキシアルカン酸の結晶化過程の研究

振动光谱研究聚羟基脂肪酸的结晶过程

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Osa;H. Kanda;T. Yoshizaki;and H. Yamakawa;長 昌史,猿渡伸生,吉崎武尚,山川裕巳;山田 聖,河口知晃,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;河口知晃,山田 聖,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;Y.Kadohashi;中村 泰規;山田 哲也;丸田 悟朗;Hiroaki Benten;Naomi Kudo;Michihiro Ogawa;Michihiro Ogawa;Hideo Ohkita;Jiamo Guo;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Jiamo Guo;大北英生;郭嘉謨;本田哲士;大北英生;増田幸治;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Shunsuke Yamamoto;Hiroaki Benten;山本俊介;本田哲士;大北英生;小川倫弘;郭嘉謨;小川倫弘;増田幸治;大北英生;大北英生;池田芳史;山本俊介;郭嘉謨;Kyuyoung Heo;Christian Vogel;Tsuyoshi Furukawa;Harumi Sato;Yun Hu;Rumi Murakami;Young Mee Jung;Tsuyoshi Furukawa;Kyuyoung Heo;Harumi Sato;Harumi Sato;安藤洋平;吉本淳二郎;佐藤春実;佐藤春実
• 通讯作者: 佐藤春実

Thermal Degradation of Poly (3-hydroxybutyrate) and Poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydeoxyhexanoate) in Nitrogen and Oxygen Studies by Thermogravimetric-Fourier Transform Infrared Spectroscopy

通过热重-傅里叶变换红外光谱研究氮和氧中聚（3-羟基丁酸酯）和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯）的热降解

• 发表时间: 2007
• 期刊: Appl. Spectrosc. 61
• 作者: M. Osa;H. Kanda;T. Yoshizaki;and H. Yamakawa;長 昌史,猿渡伸生,吉崎武尚,山川裕巳;山田 聖,河口知晃,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;河口知晃,山田 聖,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;Y.Kadohashi;中村 泰規;山田 哲也;丸田 悟朗;Hiroaki Benten;Naomi Kudo;Michihiro Ogawa;Michihiro Ogawa;Hideo Ohkita;Jiamo Guo;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Jiamo Guo;大北英生;郭嘉謨;本田哲士;大北英生;増田幸治;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Shunsuke Yamamoto;Hiroaki Benten;山本俊介;本田哲士;大北英生;小川倫弘;郭嘉謨;小川倫弘;増田幸治;大北英生;大北英生;池田芳史;山本俊介;郭嘉謨;Kyuyoung Heo;Christian Vogel
• 通讯作者: Christian Vogel

振動分光法を用いた生分解性ポリマー・クレイナノコンポジットにおけるクレイ添加による結晶構造への影響

使用振动光谱研究粘土添加对可生物降解聚合物-粘土纳米复合材料晶体结构的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Osa;H. Kanda;T. Yoshizaki;and H. Yamakawa;長 昌史,猿渡伸生,吉崎武尚,山川裕巳;山田 聖,河口知晃,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;河口知晃,山田 聖,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;Y.Kadohashi;中村 泰規;山田 哲也;丸田 悟朗;Hiroaki Benten;Naomi Kudo;Michihiro Ogawa;Michihiro Ogawa;Hideo Ohkita;Jiamo Guo;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Jiamo Guo;大北英生;郭嘉謨;本田哲士;大北英生;増田幸治;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Shunsuke Yamamoto;Hiroaki Benten;山本俊介;本田哲士;大北英生;小川倫弘;郭嘉謨;小川倫弘;増田幸治;大北英生;大北英生;池田芳史;山本俊介;郭嘉謨;Kyuyoung Heo;Christian Vogel;Tsuyoshi Furukawa;Harumi Sato;Yun Hu;Rumi Murakami;Young Mee Jung;Tsuyoshi Furukawa;Kyuyoung Heo;Harumi Sato;Harumi Sato;安藤洋平
• 通讯作者: 安藤洋平