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2012 Fiscal Year Research-status Report

高性能化置換型ポリ乳酸ステレオコンプレックス材料の開発

Research Project

Project/Area Number 24550251
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

辻 秀人  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60227395)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords置換型ポリ乳酸 / ホモステレオコンプレックス / ヘテロステレオコンプレックス / 3成分ステレオコンプレックス / 生分解性高分子
Research Abstract

置換型ポリ乳酸であるポリ(2-ヒドロキシブタン酸)[P(2HB)]およびポリ乳酸(PLA)のL体とD体を、それぞれ、縮合重合および開環重合により合成し、ホモステレオコンプレックス(HMSC)形成に与える分子量および結晶化温度の影響、およびヘテロ(HTSC)形成に与える結晶化温度と組成の影響を検討した。さらには、P(2HB)のL体およびD体、PLAのD体から、3成分ステレオコンプレックス(TSC)形成が起こる事を世界で初めて見い出したため、ブレンド比および結晶化温度依存性を検討した。
検討の結果、P(2HB)のHMSCにおいては、PLAのHMSCと同様に、ある一定の分子量を超過するとHMSC結晶以外に各ポリマー成分のホモ結晶が形成されることが明らかとなった。また、HTSC形成に関しては、両ポリマー成分が相分離しているため、ブレンド比よりも結晶化温度の影響を強く受け、溶融後150あるいは160℃の結晶化温度で結晶化すると、HTSCのみが形成されることが分かった。これらの情報は、P(2HB)のHMSC結晶あるいはHTSC結晶のみを含む試料を作製する際に重要な情報である。また、3成分ポリマーブレンドにおける結晶化に関しては、組成に従い、TSCの結晶格子の面間隔(d)が連続的に変化し、その結晶化温度が低いほどdのブレンド比依存性は低くなった。また、結晶化温度を変えるにより、様々な組み合わせの結晶種と異なった結晶化度の試料の作製が可能であることを見出した。このことは、材料を固定しても、熱処理条件を変えることにより、多様な分解挙動を有する生分解性材料作製の可能性を示唆するものである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初予定していた置換型ポリ乳酸であるポリ(2-ヒドロキシブタン酸)[P(2HB)]のホモステレオコンプレックス形成およびヘテロステレオコンプレックス形成に与える結晶化温度、分子量、ブレンド比など種々のパラメータ依存性を詳細に検討し、最適条件を明らかとした。さらには、世界で初めて3成分の高分子から形成される3成分ステレオコンプレックス形成を見出し、形成条件の結晶種および面間隔に与える影響を詳細に検討した。

Strategy for Future Research Activity

ポリ(2-ヒドロキシブタン酸)とポリ乳酸のヘテロステレオコンプレックスの加水分解挙動を検討するとともに、ブロック共重合体に於けるホモ、ヘテロ、3成分ステレオコンプレックス形成を検討する。また、ポリ(2-ヒドロキシブタン酸)以外の置換型ポリ乳酸に関しても、そのホモ、ヘテロ、3成分ステレオコンプレックス形成の可能性について検討する予定である。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

ポリ(2-ヒドロキシブタン酸)とポリ乳酸のヘテロステレオコンプレックスの加水分解挙動を検討するために、新たにこれらのモノマーを購入する必要がある。また、ポリ(2-ヒドロキシブタン酸)以外の置換型ポリ乳酸に関しても、そのホモ、ヘテロ、3成分ステレオコンプレックス形成について検討するため、これらのモノマーを購入する必要がある。また、GPCカラムの交換が必要であるので購入する予定である。

  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Ternary stereocomplex crystallization of poly(L-2-hydroxybutanoic acid), poly(D-2-hydroxybutanoic acid), and poly(D-lactic acid) from the melt2013

    • Author(s)
      Hideto Tsuji, Mao Hosokawa, Yuzuru Sakamoto
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 54 Pages: 2190-2198

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2013.02.003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heterostereocomplex Crystallization and Homocrystallization From the Melt in Blends of Substituted and Unsubstituted Poly(lactide)s2012

    • Author(s)
      Hideto Tsuji, Fumiaki Deguchi, Yuzuru Sakamoto, Satoru Shimizu
    • Journal Title

      Macromolecular Chemistry and Physics

      Volume: 213 Pages: 2573-2581

    • DOI

      10.1002/macp.201200395

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stereocomplex crystallization and homo-crystallization of enantiomeric poly(2-hydroxybutyrate)s: Effects of molecular weight and crystallization conditions2012

    • Author(s)
      Hideto Tsuji, Satoru Shimizu
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 53 Pages: 5385-5392

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2012.09.039

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ternary Stereocomplex Formation of One L-Configured and Two DConfigured Optically Active Polyesters, Poly(L-2-hydroxybutanoic acid), Poly(D-2-hydroxybutanoic acid), and Poly(D-lactic acid)2012

    • Author(s)
      Hideto Tsuji, Mao Hosokawa, Yuzuru Sakamoto
    • Journal Title

      ACS Macro Letters

      Volume: 1 Pages: 687-691

    • DOI

      10.1021/mz300155f

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ポリ(L-2-ヒドロキシブタン酸)/ポリ(D-2-ヒドロキシブタン酸) /ポリ(D-乳酸)の3成分ステレオコンプレックス形成2013

    • Author(s)
      辻 秀人、細川真央、坂本 譲
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20130529-20130529
  • [Presentation] ポリ乳酸とポリ(2-ヒドロキシブタン酸)のヘテロステレオコンプレックス形成に与えるブレンド比と結晶化温度の影響2012

    • Author(s)
      辻秀人、出口史明、坂本譲、清水智
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20120530-20120530
  • [Remarks] 環境・生命工学系 生分解性高分子材料研究室(辻研究室)

    • URL

      http://ens.tut.ac.jp/BDPolym/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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