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バイオマスプラスチック-ポリ乳酸の高機能化

Research Project

Project/Area Number 17J01410
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

菅野 智成  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsポリ乳酸 / モノリス / バクテリアセルロース / コンポジット / ステレオコンプレックス
Outline of Annual Research Achievements

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。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Unique Transitions in Morphology and Characteristics of Porous Poly(Lactic Acid) Enantiomers2018

    • Author(s)
      Kanno Tomonari、Uyama Hiroshi
    • Journal Title

      Macromol. Chem. Phys.

      Volume: 0 Issue: 7 Pages: 1700547-1700547

    • DOI

      10.1002/macp.201700547

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Unique Ivy-Like Morphology Composed of Poly(lactic acid) and Bacterial Cellulose Cryogel2018

    • Author(s)
      Kanno Tomonari、Uyama Hiroshi
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 631-635

    • DOI

      10.1021/acsomega.7b01968

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Unique leafy morphology of poly(lactic acid) monoliths controlled via novel phase separation technology2017

    • Author(s)
      Kanno Tomonari、Uyama Hiroshi
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 7 Issue: 54 Pages: 33726-33732

    • DOI

      10.1039/c7ra05658c

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Unique morphology of poly(lactic acid) monoliths synthesized through phase separation technology2018

    • Author(s)
      Tomonari Kanno
    • Organizer
      2018 MoDeSt conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 熱誘起相分離法を用いたポリ乳酸モノリスの特異構造2018

    • Author(s)
      Tomonari Kanno, Hiroshi Uyama
    • Organizer
      エコマテリアル研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Unique morphology of poly(lactic acid) monoliths through phase separation techniques2018

    • Author(s)
      Tomonari Kanno, Hiroshi Uyama
    • Organizer
      大阪大学日韓シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Unique morphology of porous poly(lactic acid) enantiomers2017

    • Author(s)
      Tomonari Kanno, Hiroshi Uyama
    • Organizer
      ICBP2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 熱誘起相分離法により得られるポリ乳酸モノリスの特異構造2017

    • Author(s)
      Tomonari Kanno, Hiroshi Uyama
    • Organizer
      JACI/GSCシンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Unique morphology of porous poly(lactic acid) enantiomers2017

    • Author(s)
      Tomonari Kanno, Hiroshi Uyama
    • Organizer
      Japan-South-East Asia Collaboration Hub of Bioplastics Study Symposium
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Unique morphology of porous poly(lactic acid) enantiomers2017

    • Author(s)
      Tomonari Kanno, Hiroshi Uyama
    • Organizer
      GDCh2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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