セルロースおよびリグノセルロースからの新規な生分解性高分子材料の開発に関する研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05556030
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 白石 信夫 京都大学, 農学部, 教授 (70026508)
• 研究分担者: 島本 周 ダイセル化学工業(株), 研究本部総合研究所, 研究員 ; 吉岡 まり子 京都大学, 農学部, 助手 (30220594)
• キーワード: セルロース誘導体 / セルロースアセテート / 生分解性高分子材料 / 可塑化 / プラスチック / 混練 / 練り込み反応 / ウレタン化

研究概要

セルロース誘導体、特に工業的に最も多量に製造されているセルロースアセテート(CA)は、置換度が2.5のものまで生分解性されることが、本研究開始後、明確に証明されてきている。そこで、それらCAをその熱可塑性を高めて生分解性プラスチック材料として使えないかという検討が世界的に始まりつつあるといえる。中でも、熱可塑性が他界セルロースジアセテート(CDA)を、生分解性を備えた可塑剤や、あるいは生分解性を向上させる可塑化法を用いて可塑化し、プラスチック材料として通用するものへと変換する研究が中心となってきている。そのような中で、本研究はその予備実験を含めると、より早くから、しかも新しい独特な方法を用いて検討がはじまっていたものといえる。この1年間の研究経過についてみると、まず、無水マレイン酸とグリセリンとを練りこみ反応でCDAに反応させオリゴエステル化による可塑化の検討を詳細に行い、合目的な結果を得た。次いで、ε-カプロラクトンなどラクトン類およびε-カプロラクタムなどラクタム類を用いる練り込み反応を行い、CDAの熱可塑性を高めるための反応の適性条件を求めると共に、熱圧成形法により得られるシート状成形物の物性を測定した。それらの結果、プラスチックとしての十分な熱可塑性を備え、物性もポリプロピレン、ポリスチレンなど汎用高分子のそれらと競合しうるものを調製することができた。他方、エチレングリコールなど多価アルコールやジフェニルメタンジイソシアネートなどジイソシアネート化合物を用いる練り込み反応によるCAの熱可塑化を試みた。後者のイソシアネート化合物には反応性が高すぎること、毒性の問題等々、高温での反応に用いるのに適さない点がいくつかあるため、まず、エチレングリコール類でCDAを可塑化した後、ジイソシアネート化合物を加えて成形するという手法が試みられた。

研究成果

• [文献書誌] L.Lin,M.Yoshioka,Y.Yao,N.Shiraishi: "Liquefaction of Wood in the Presence of Phenol Using Phosphoric Acid as a Catalyst and Flow Properties of the Liquefied Wood" J.Applied Polymer Science. 52. 1629-1636 (1994)
• [文献書誌] 白石信夫: "セルロースアセテートからの生分解性高分子" ウッデイエンス. 27. 6-7 (1994)
• [文献書誌] 白石信夫: "セルロース起源の生分解性プラスチック" APAST. 12. 26-27 (1994)
• [文献書誌] 白石信夫: "木材およびバイオマスからの生分解性を意識したプラスチック材料" ポリマーダイジエスト. 46. 17-30 (1994)
• [文献書誌] S.Pu,N.Shiraishi: "Liquefaction of Wood without a Catalyst IV.Effect of additives,such as acid,salt and neutral organic solvent" Mokuzai Gakkaishi. 40. 824-829 (1994)
• [文献書誌] L.Lin,M.Yoshioka,Y.Yao,N.Shiraishi: "Physical Properties of Moldings from Liquefied Wood Resins" J.Applied Polymer Science. 55. 1563-1571 (1995)
• [文献書誌] S.Pu,M.Yoshioka,Y.Tanihana,N.Shiraishi: "Adhesives and Bonded Wood Products" The Forest Products Society,U.S.A., 22 (1994)
• [文献書誌] 白石信夫: "木の100不思議" (社)日本木材技術協会, 2 (1995)