2022 Fiscal Year Final Research Report
Development of polypropylene/polylactic acid blend to quickly biodegrade in the sea by switch mechanism.
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20K05587
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 生分解プラスチック / ポリプロピレン / ポリ乳酸 / 海中 / スイッチ機構 |
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this study is to develop a polypropylene (PP) / polylactic acid (PLA) blend that can be biodegraded in the sea using a "switch mechanism" consisting of dynamic covalent bond and autoxidation reaction. The following results were obtained: (1) Using the dormant bond as a switch, the biodegradation rate in water was about 20%. (2) In slightly alkaline sea water, the biodegradation rate decreased to 1/10 and the autoxidation reaction did not work by neutralization. (3) A new biodegradation method in the sea was examined. As a result, it was confirmed that diatoms and some microalgae selectively ingested the PP component in the blend.
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| Free Research Field |
高分子科学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
スイッチ機構により生分解するPP/PLAは、水中では機構が働き、迅速に生分解した。しかし、海はアルカリ性のため、機構が作動しないことが分かった。一方、海中でもバイオフィルムが形成されたPP/PLAでは、珪藻によるPP部の選択的な摂食が起こることも同時に確認した。この挙動は、バイオフィルムもしくは珪藻がpHを低下させてスイッチ機構を作動させたためと考えた。以上、本研究の成果は、このpHを低下させる挙動を利用した新たな科研費テーマの発想に繋がった。またこの挙動は、海洋中、約3年でMPが消失する現象と関係していると推定している。地球環境保全に貢献できるという点で社会的意義が大きい成果でもある。
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