| 研究課題/領域番号 |
21H01689
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
大嶋 正裕 京都大学, 工学研究科, 教授 (60185254)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2021年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 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 / PHBH / 分解反応 / 酵素分解 / 分解反応速度モデル / 高分子成形加工 / 加水分解 / 成形加工技術 / 分解速度 / 分解促進技術 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、海洋生分解性ポリマーの社会実装化を目指し、変性セルロースナノファイバー(CNF)などバイオマス由来の樹脂補強剤とのナノコンポジット化や複数の海洋生分解性ポリマー同士のブレンド化により、海洋生分解性を保ったままでの物性改質や新機能の創出を図り、かつ海洋生分解性の計測と評価手法ならびに機能発現に適した成形加工手法(射出成形・微細発泡成形)の開発を目指す。
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| 研究成果の概要 |
海洋生分解性ポリマーは既にいくつか存在しているが、結晶化速度が遅い、耐久性・耐熱性が弱いなどの問題があり、実用化の妨げとなっている。従って、既存のポリマーと同等以上の性能を示し、実社会で使用できるようにするためには、合成以外にも、適切な複合化、ブレンド、加工技術が必要となる。
本研究では、海洋分解性ポリマーの熱分解と酵素分解速度論モデルを導出した。また、成形機上インラインで分解性を測定できる技術の開発を行った。さらに、セルロースナノファイバーとのコンポジット化により、海洋生分解性を維持したまま生分解性ポリマーの物性向上や新機能創出、その特性を利用した微細発泡射出成形法を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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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