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バイオマスプラスチック－ポリ乳酸の高機能化

生物质塑料——高功能性聚乳酸

基本信息

批准号：
17J01410
负责人：
菅野智成
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

PLA多孔質体（PLAモノリス）は機械特性や親水性に乏しく、特に水環境中での用途が制限される。一方、バクテリアセルロース（BC）は生体適合性に優れる微生物由来の繊維であり、BC繊維との複合化によりポリマーの物性強化や親水性の向上が報告されている。当該年度は、前年度にて開発した新規熱誘起相分離法(TIPS)法をもとにPLLAモノリスと異方性を持つBCゲルとのコンポジット化を行い、PLLAモノリスの機械特性および親水性の向上を試みた。具体的には、1,4-ジオキサン/2-ブタノン/水を溶媒とするTIPS法を用いて、PLLA濃度50~100 mg/mLの範囲にてBC/PLLA複合化モノリスを作製した。BC/PLLAモノリスは、いずれもPLLA単体の葉状骨格中にBC繊維が3次元的に貫通し、蔦状の構造が発現していた。BC添加による機械特性の変化を確認するため、モノリスの圧縮試験を行った。PLLA濃度の増加によりBC/PLLAモノリスの圧縮強度が飛躍的に上昇した。単体のPLLA100と比較すると、BC/PLLA100は約4倍にも及ぶ圧縮強度を有しており、BC骨格を含むことでPLLA骨格が強化され、物性が大幅に改善されることが明らかとなった。PLLA100の場合では水に対して約129°の接触角を示したが、BC/PLLA100は102°となり、BCを骨格に含むことでモノリス表面の親水性が改善されていた。さらに、モノリスの水吸収性を検証するため、接触角の経時変化を測定した。PLLA100の場合では、時間に対して接触角変化はほとんど観測されなかったが、BC/PLLA100の場合では、時間とともに水がモノリス内部へ浸透し、非常に高い水吸収性を示した。この結果は、従来のPLAモノリスの弱点を大きく改善するものであり、PLAモノリスの高機能化において大変重要な成果である。

PLA porous material (PLAモノリス) <s:1> mechanical properties や hydrophilicity に scarce <s:1> く, special に water environment で <s:1> uses が limitations される. Party, バクテリアセルロース (BC) は raw body fit に optimal れる microbial origin の繊 d であり, BC 繊 d と composite のによりポリマーの property improved や hydrophilic のが report up されている. When the annual は, before the annual にて open 発した new rules on thermal induced phase separation (TIPS) method をもとに PLLA モノリスと square difference を hold つ BC ゲルとのコンポジットを line い and PLLA モノリスの mechanical properties および hydrophilic の upward を try みた. Specific には, 1, 4 - ジオキサン / 2 - ブタノンを / water solvent とするを TIPS method with いて, concentration of PLLA 50 to 100 mg/mL の van 囲にて composite BC/PLLA モノリスを cropping した. BC/PLLA モノリスは, いずれも PLLA 単 body の leaf bone に in BC 繊 d が 3rd dimensional に transfixion し, Niao の tectonic が発 now していた. BC adds による mechanical property <s:1> variation を to confirm するため and モノリス <s:1> compression test を lines った. An increase in the PLLA concentration <s:1> によモノリス BC/PLLAモノリス <s:1> compression strength が a sudden に increase in <s:1> たた. 単 body の PLLA100 と compare すると, BC/PLLA100 は about 4 times にも and ぶ strength を圧 shrinkage しており, BC bone をむことで PLLA bone が strengthening され, property がに significantly improve されることが Ming らかとなった. PLLA100 の occasions では water にし seaborne て about 129 ° の contact Angle を shown したが, BC/PLLA100 は 102 ° となり, BC を bone に containing むことでモノリのス surface hydrophilic が improve されていた. Youdaoplaceholder0, モノリス <s:1> water absorbency を検 certificate するため, contact Angle <s:1> time variation を determination たた. PLLA100 の occasions では, time にし seaborne て contact Angle variations change はほとんど観 measuring されなかったが, BC/PLLA100 の occasions では, time とともに water がモノリス internal へ soak し, very high にい water aspiration 収 sex をした. この results は, 従の PLA モノリスの weakness を big きく improve するものであり, PLA モノリスの high functional において big - important な results である.