2023 Fiscal Year Final Research Report
Development of innovative marine biodegradable polymer processing machine and technology for social implementation
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21H01689
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
引間 悠太 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50721362)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 海洋分解性ポリマー / 生分解性ポリマー / 熱分解速度式 / 酵素分解速度式 / ナノコンポジット / セルロースナノファイバー / 近赤外分光法 / 発泡成形 |
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| Outline of Final Research Achievements |
The microplastic problem has made it an urgent issue to review biodegradable polymers and to develop and implement marine biodegradable polymers. Polyhydroxy-alkanoic-acid-based marine-degradable polymers already exist. However, they have very slow crystallization rates, weak durability and heat resistance, which have hindered their applications. The appropriate methods for composites, blending, and processing are required besides synthesis to let the polymers show the same or better performance as existing polymers and be used in the real world.
In this research, we investigated the thermal and micro-bacteria decompositions of marine degradable polymer, especially PHBH,We also improved the physical properties and create new functions while maintaining the marine biodegradability of biodegradable polymers (PLA, PBSA, PHBH) by nanocomposite with biomass-derived resin reinforcing agents such as modified cellulose nanofibers and blending with other biodegradable polymers.
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| Free Research Field |
高分子成形加工、化学工学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
海洋生分解性ポリマーのブレンド・コンポジット・アロイ化による複合材料の研究として、単なる複合化による高機能性の発現にとどまらず、熱分解反応速度や酵素分解反応速度式の導出など海洋分解性の反応工学的なアプローチで研究成果を上げていること、成形装置内での生分解性ポリマーの分解性がインラインで測定できる近赤外プローブの開発とそれを使った計測技術を開発し、成形加工中のポリマーの分解挙動の管理を可能にしたこと、さらには、セルロースナノファイバー（CNF)をフィラーとして生分解性ポリマーの結晶化速度の制御や物性制御の可能性、微細発泡成形法の適用性を示すなど、学術上実際上価値のある成果となっている。
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