木材・セルロースなどバイオマスからの生分解性高分子材料の創製に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08406013
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 白石 信夫 京都大学, 農学研究科, 教授 (70026508)
• 研究分担者: 姚 耀廣 京都大学, 農学研究科, 助手 (30252498) ; 吉岡 まり子 京都大学, 農学研究科, 助手 (30220594)
• キーワード: セルロースアセテート / デンプン / 生分解性高分子 / プラスチック / 脂肪族ポリエステル / 相溶化剤 / 反応性可塑剤 / バイオマスの液化

研究概要

セルロースジアセテートが生分解性高分子であることが、最近になってはっきりと証明されたが、それをプラスチックとしてみた時、熱可塑性が不十分デ、乾式加工性を欠いている。そこで生分解性を保ったままで、可塑化する研究が必要となる。本研究は新しい視点で、より範囲を拡げてそれを行おうとしているが、今年度は次のような結果を得た。(1)バイオマスの誘導体化による熱可塑化について、アセチル化を中心に検討した。とくにセルロースおよび木材の低濃度硫酸触媒高温法アセチル化が相対的に容易に進むこと、反応中に低分子化されやすいデンプンの場合でも、同アセチル化法で市販のセルロースジアセテートと同等の分子量を持つものが調製され得ることなどが知られた。(2)木材、セルロース及びデンプンのアセチル化物の生分解性脂肪族ポリエステルとのブレンドによるプラスチック性の増強を検討した。たとえば、上記のアセチル化デンプンとポリカプラクトンとのブレンド時に、両者のグラフト体を少量相溶化剤として添加すると、均一性の高い物性のすぐれた成形物が得られた。(3)セルロースアセテート等の存在下で乳酸のオリゴエステル化反応を行い、後者の前者へのグラフト物を分別して得た。この反応によりセルロースアセテートの熱可塑性を格段に向上させることが出来た。(4)アセチル化バイオマスの反応性可塑剤を用いる混練反応による熱可塑性の増強について調べ、とくに、ホモオリゴマーのブリードアウトを防止する方法として、グラフト量とグラフト鎖長を大きくすることが効果的であることを明らかにした。(5)バイオマスのフェノール類あるいは多価アルコール類存在下での液化の条件と液化物の熱流動性を含む特性、樹脂化反応性、さらにはモデル化合物を用いての液化機構について検討を進めている。(6)上記液化物の応用の研究を進めている。

研究成果

• [文献書誌] M.H.Alma: "Phenolation of Wood Using Oxalic Acid as a Catalyst : Effect of Temperature and Hydrochoric Acid Addition" J.Appl.Polymer Sci.61. 675-683 (1996)
• [文献書誌] M.H.Alma: "Phenolation of Wood Using Oxalic Acid as a Catalyst : Effect of Temperature and Hydrochoric Acid Addition" Mokuzai Gakkaishi. 42・4. 406-416 (1996)
• [文献書誌] M.H.Alma: "Hydrochloric Acid-Catalyzed Phenolation of Wood Wastes and Its Application to Novolak Resin-Type Moldings" Proceedings of the First Trabzon International Energy and Environment Symposium. 195-202 (1996)
• [文献書誌] M.Yoshida: "Plasticization of Cellulose Derivatives and Its Application to Biodegradable Plastics" Proceedings of the First Trabzon International Energy and Environment Symposium. 189-194 (1996)
• [文献書誌] Y.Yao: "Water-Absorbing Polyurethane Foams from Liquefied Starch" J.Appl.Polymer Sci.60. 1939-1949 (1996)
• [文献書誌] D.Maldas: "Liquefaction of wood in the presence of phenol using NaOH as a catalyst and some of its characteriozation" Polymer-Plastics Technol.& Eng.35・6. 917-933 (1996)
• [文献書誌] D.Maldas: "Resol resin adehesives prepared from NaOH-catalyzed liquefied phenolated wood and used to bond hardwood" Journal of Adehesion Sci.& Technol.8. 12 (1996)
• [文献書誌] D.Maldas: "Liquefaction of wood in the presence of polyol using NaOH as a catalyst and its application to polyurethane foams" International J.Polymeric Materials. 33. 61-67 (1996)
• [文献書誌] D.Maldas: "Resinification of alkali-catalyzed phenolated wood and its characterization as the novolak-type phenolic resins" J.Reinforced Plastics andd Composites. 16・1. 10 (1997)
• [文献書誌] 白石信夫: "一つの木材研究" APAST. 22. 4 (1997)
• [文献書誌] 白石信夫: "木材などバイオマスからつくるプラスチック材料" 市政. 46・1. 110-113 (1997)
• [文献書誌] L.Lin: "Liquefaction Mechanism of Lignin in the Presence of Phenol at Elevated Temperature without Catalysts. I.Structural Characterization of the Reaction Intermediates of Guaiacylglycerol-β-guaiacyl Ether." Holzforchung. (印刷中). (1997)
• [文献書誌] L.Lin: "Liquefaction Mechanism of Lignin in the Presence of Phenol at Elevated Temperature without Catalysts. II.Reaction Pathway of Guaiacylglycerol-β-guaiacyl Ether." Holzforchung. (印刷中). (1997)
• [文献書誌] L.Lin: "Liquefaction Mechanism of Lignin in the Presence of Phenol at Elevated Temperature without Catalysts. III.Characterization of the Multi-condensed Portion from the Liquefaction Products of Guaiacylglycerol-β-guaiacyl Ether." Holzforchung. (印刷中). (1997)
• [文献書誌] L.Lin: "Study on the Molecular Weight and Molecular Weight Distribution of Liquefied Woods" J.Appl.Polymer Sci.(印刷中). (1997)
• [文献書誌] 白石信夫(原口、坂田、志水、白石、則元、飯塚編): "木質新素材ハンドブック" 技報堂出版, 759(36) (1996)
• [文献書誌] 白石信夫: "木質廃棄物再資源化技術開発事業報告書" 日本住宅・木材技術センター(印刷中), (1997)