2021 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the formation process of higher order structure in polysaccharide ester using synchrotron radiation X-ray
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19K20486
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| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute |
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Principal Investigator |
加部 泰三 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 散乱イメージング推進室, 主幹研究員 (00768864)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | バイオマス由来プラスチック / 多糖誘導体 / 高次構造形成 / 放射光 / リアルタイム測定 / 溶融紡糸 / 同時測定 / 結晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
β1,3グルカンはグルコースがβ1,3結合した多糖類の一種であり、微生物や菌体などによって生合成される。特に微生物が生産するカードランはβグルカンの一種である。本研究では、化学修飾により側鎖にプロピオニル基を有するカードランプロピオネート(CDPr)を取り扱う。CDPrは熱可塑性および結晶性を示すことから、結晶性バイオマスプラスチックとして期待される材料である。これらを材料化するにあたり、結晶化挙動は重要である。樹脂の流動を含まない静的な環境でできた結晶(球晶)と、溶融紡糸などの流動を含む動的な環境での結晶化に対するリアルタイム測定を行い、CDPrの結晶化特性を明らかにすることを試みた。
本年度は、球晶の構造に対する「一つの球晶の観察法」を行うためのシステムを構築し測定を行った。また、「溶融紡糸過程における吐出ダイ直前・直後のリアルタイム観察法」のシステム改良を行い、溶融紡糸過程のリアルタイム測定を進めた。
「一つの球晶の観察法」を行う過程で、リアルタイム偏光顕微鏡観察により、CDPrの球晶の形成初期過程を観察することが出来た。初期の球晶では、通常のオレフィンポリマーのようなリボン結晶ではなく、剛直なロッド状結晶がねじれながら積層するような初期構造を示していた。現在、偏光顕微鏡像で示されている球晶のマイクロビームＸ線マッピング測定を行い、これの解析を進めている。
「溶融紡糸過程における吐出ダイ直前・直後のリアルタイム観察法」については、吐出ダイ直前の測定結果から、分子鎖の流動に由来する散乱の異方性が観察された。また、吐出された後、分子鎖は吐出方向に配向し、吐出方向と垂直な面が先に揃い、その後分子鎖軸方向に平行移動することで結晶が形成する可能性が高いことが分かった。
以上の結果より、ＣＤＰｒの結晶化特性および高次構造形成に関する知見を得た。
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Research Products
(5 results)
