2001 Fiscal Year Annual Research Report
遺伝子組換菌により合成された超高分子量生分解性ポリエステルの超延伸による高機能化
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13555263
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
岩田 忠久 理化学研究所, 高分子化学研究室, 副主任研究員 (30281661)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山根 秀樹 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助教授 (30191365)
近藤 千枝(澤渡 千枝) 静岡大学, 教育学部, 助教授 (70196319)
田口 一徳 理化学研究所, 高分子化学研究室, 研究員 (80332261)
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| Keywords | 生分解性ポリエステル / 超高分子量 / ポリヒドロキシブチレート / フィルム / 繊維 / 延伸 / 結晶化 / 物性 |
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| Research Abstract |
微生物産生脂肪族ポリエステルであるポリヒドロキシブチレート(PHB)は、生分解性脂肪族ポリエステルの中でポリプロピレン(PP)と同程度の最も高い融点(180℃)を持つ材料であり、破壊強度もPPのそれと近く(43MPa)、PPと比較されることが多いが、破壊伸びが5%以下と堅くて脆い材料であるというのが一般的な見解である。これは、結晶化速度が遅いこと、結晶性が非常に高いこと、ガラス転移点が室温以下であることから二次結晶化が進行することなどが原因である。これまで多くの研究者が、PHBの物性を向上させると共に、経時劣化を抑制することを目的とし、共重合体化や他の生分解性高分子とのブレンドなどを試みてきたが、残念ながら汎用高分子並の性質は得られていない。そこで我々は、当研究室で遺伝子組換え大腸菌から生合成した分子量500万以上の超高分子量PHBを用いて、高物性と長期安定性を兼ね備えたPHB単独材料の開発を目的とし、今年度は高強度・高弾性フィルム及び繊維作製条件の検討を行った。
1)フィルムの延伸条件と熱処理条件の検討
ソルベントキャストフィルムを160℃に設定したシリコンオイルバス中で加重延伸法により3倍から15倍まで熱延伸を行った。その後、100℃と160℃で熱処理を行ったところ、様々な物性を有するフィルムを作製することが出来た。
2)ゲルフィルム作製溶媒の探索と熱延伸条件の検討
これまでp-キシレンを用いたゲルフィルムを作製し、延伸熱処理行ってきたが、15倍まで延伸しても強度の劇的な向上には至らなかった。アセトニトリルを用いると再現性良く、均一なゲルフィルムができることがわかった。得られたゲルフィルムを10倍近くまで延伸し、その後熱処理を行った。
3)溶融押し出しによる繊維作製条件の検討
溶融押し出しを行い、巻き取った後、延伸熱処理を行うことにより、直径約40ミクロンの繊維を作製することが出来た。
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