セルロース(あるいは木材)・デンプン系新規生分解性複合材料の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07660435
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 吉岡 まり子 京都大学, 農学研究科, 助手 (30220594)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白石 信夫 京都大学, 農学研究科, 教授 (70026508)
• Keywords: セルロースアセテート / アセチル化木材 / 二塩基酸無水物 / モノエポキシド / メタクリル酸エステル / 混練 / 生分解性 / 可塑化

Research Abstract

セルロースアセテート(CA)およびセチル化木材を二塩基酸無水物/モノエポキシドとともに混練処理すると、その残存水酸基に可塑剤が逐次エステル結合し、オリゴエステル(OE)鎖がグラフトされる結果となり、効果的に内部可塑化が行われることが確認された。また、その反応はCAの置換度、可塑剤の種類、配合比、混練時間などに大きく影響されることが知られた。他方で、このとき系中には未反応モノマーや可塑剤同士のみの反応により精製するホモオリゴマーも存在することが確認された。これらはCAの外部可塑剤として働き可塑化効果を高める一方で、成形物に見られるブリードアウト等の原因にもなっていた。この問題への対応策として効果的なOE鎖のグラフト(量および鎖長)が意義があることが明らかになった。さらに、グラフトが不十分な場合でも、メタクリル酸エステル等を固定化試薬として配合することにより、可塑剤の種類や成形条件を選ぶことで良好な結果が得られた。試料の生分解性を検討するため、30℃、相対湿度80%の恒温恒湿室において混練物の熱圧成形シートの土中埋没試験を行った。結果として、反応性可塑剤の分子量が小さいほど、フェニル基や二重結合を含むよりは単結合、直鎖状のものが、また、デンプンを含む場合、その含有率が大きいほど生分解が迅速に進むことが知られた。なお、今回の試験では、非生分解性対照試料としてポリプロピレンおよび高密度ポリエチレンを用い、当該サンプルには、置換度1.7のCAをマトリックスポリマーとして用いたが、2年間の試験期間において、対照試料が全く分解しなかったのに対し、当該諸サンプルは、上記の傾向に従い外観の変化、重量減少が進み、2年以内に全て埋没場所から姿を消した。

Research Products

• [Publications] 吉岡 まり子: "Plasticization of Cellulose Derivatives by Reactive Plasticizers I" 木材学会誌. 42(4). 406-416 (1996)
• [Publications] Mariko YOSHIOKA: "PLASTICIZATION OF CELLULOSE DERIVATIVES AND ITS APPLICATION TO BIODEGRADABLE PLASTICS" Proceedings of the First Trabzon International Energy and Environment Symposium,July 29-31,1996,Trabzon,Turkey. 189-194 (1996)
• [Publications] 吉岡 まり子: "木材成分からの生分解性プラスチックの開発" 京都大学公開講座「21世紀に向けての木材」テキスト 平成8年10月5日(土),6日(日). 41-52 (1996)
• [Publications] 吉岡 まり子: "セルロースアセテートのエポキシドによる可塑化" 第46回日本木材学会大会研究発表要旨集. 361 (1996)