セルロース/リムーバブルジカルボン酸複合体を用いた環境適応型マイクロビーズの開発

リムーバルなジカルボン酸誘導体の脱着を利用することによってセルロースの溶解性を制御し、プラスチックフリー社会に適合した、石油由来のプラスチックマイクロビーズの代替となるセルロースマイクロビーズを調製する技術を確立することを目的としている。本年度は、目標１として、「ジカルボン酸化セルロースのラインナップ化合成」を挙げており、原料となるセルロースとして、市販の微小繊維状セルロース、老成処理した微小繊維状セルロース、酸処理して非結晶性部位を除いた結晶セルロースを原料として、ジカルボン酸化反応を検討した。セルロースのジカルボン酸化は、コハク酸やグルタル酸の無水物とセルロースの脱水縮合反応であり、反応触媒として水酸化カリウム、水酸化ナトリウムに加えて、酢酸ナトリウムを用いた。触媒量のジカルボン酸化率への影響を検討したところ、添加する塩基触媒は、セルロース量の1.26倍以上必要であることが分かった。セルロース原料としては、事前にアルカリ水溶液中で原料セルロースを処理してアルカリセルロース化することによって、反応率が1.1倍高くなった。通常の微小繊維状セルロースよりも、老成処理したものの方が反応率が1.3倍高く、結晶セルロースを用いると1.4倍高くなることが分かった。以上のようにアルカリ触媒の添加量によってジカルボン酸化率の異なるセルロースを合成し、ラインナップ化することができた。ジカルボン酸無水物としてグルタル酸無水物を用いることによって、鎖長の異なる誘導体もラインナップ化を達成することができた。目標２として、「ジカルボン酸化セルロース水分散体の調製と特性評価」を挙げており、原料として老成セルロース、または結晶セルロースを用いて合成したジカルボン酸化セルロースは、pH7以上の水に溶解させることが可能であることが分かり、球状粒子化するにのに適していると考えられた。

リムーバルなジカルボン酸誘導体の脱着を利用することによってセルロースの溶解性を制御し、プラスチックフリー社会に適合した、石油由来のプラスチックマイクロビーズの代替となるセルロースマイクロビーズを調製する技術を確立することを目的としている。本年度は、目標１として、「ジカルボン酸化セルロースのラインナップ化合成」を挙げており、原料となるセルロースとして、市販の微小繊維状セルロース、老成処理した微小繊維状セルロース、酸処理して非結晶性部位を除いた結晶セルロースを原料として、ジカルボン酸化反応を検討した。セルロースのジカルボン酸化は、コハク酸やグルタル酸の無水物とセルロースの脱水縮合反応であり、反応触媒として水酸化カリウム、水酸化ナトリウムに加えて、酢酸ナトリウムを用いた。触媒量のジカルボン酸化率への影響を検討したところ、添加する塩基触媒は、セルロース量の1.26倍以上必要であることが分かった。セルロース原料としては、事前にアルカリ水溶液中で原料セルロースを処理してアルカリセルロース化することによって、反応率が1.1倍高くなった。通常の微小繊維状セルロースよりも、老成処理したものの方が反応率が1.3倍高く、結晶セルロースを用いると1.4倍高くなることが分かった。以上のようにアルカリ触媒の添加量によってジカルボン酸化率の異なるセルロースを合成し、ラインナップ化することができた。ジカルボン酸無水物としてグルタル酸無水物を用いることによって、鎖長の異なる誘導体もラインナップ化を達成することができた。目標２として、「ジカルボン酸化セルロース水分散体の調製と特性評価」を挙げており、原料として老成セルロース、または結晶セルロースを用いて合成したジカルボン酸化セルロースは、pH7以上の水に溶解させることが可能であることが分かり、球状粒子化するにのに適していると考えられた。