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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 materials are limited in their mechanical properties and hydrophilicity, especially in aqueous environments. One side, C, C, D, C, D, D When the new thermally induced phase separation (TIPS) method was developed in the previous year, PLLA was tested for its mechanical properties and hydrophilicity. The specific TIPS method was used in the solvent of BC/PLLA in the range of 50~100 mg/mL. BC/PLLA is a three-dimensional, continuous structure that appears in the foliated skeleton of PLLA units. The mechanical properties of BC additive are confirmed by pressure test. The increase of PLLA concentration causes the BC/PLLA ratio to increase rapidly. Compared to PLLA100 alone, BC/PLLA100 has about 4 times the compression strength and includes BC bones, so the PLLA bones are strengthened and the physical properties are greatly improved. In the case of PLLA100, the contact angle of water is about 129°, BC/PLLA100 is about 102°, BC is about 100 °, and the hydrophilicity of the surface is improved. The water absorption property of the contact angle is determined by the time of contact. In the case of PLLA100, the contact angle changes with time. In the case of BC/PLLA 100, the contact angle changes with time. In the case of BC/PLLA100, the contact angle changes with time. In the case of BC/PLLA100, the contact angle changes with time. In the case of BC/PLLA100, the contact angle changes with time. The results are important for improving the vulnerability of the PLA and enhancing its functionality.