微生物産ポリエステルを主成分とする高性能生分解性高分子複合材料

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11217204
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 井上 義夫 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (60016649)
• 研究分担者: 浅川 直紀 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (80270924)
• キーワード: 高分子複合材料 / 生分解性プラスチック / ポリマーブレンド / ポリヒドロキシ酪酸 / 環境適合高分子

研究概要

本研究の目的は、再生可能な生分解性プラスチックである微生物産生ポリエステルを主成分とし、この主成分と分子間相互作用可能な別の高分子材料を副成分として組み合わせて複合化し、力学的強度、成型性などの性質の優れた、また制御可能な生分解性を持つ環境低負荷高分子複合材料を創製することである。
本年度は微生物由来のポリ(3-ヒドロキシ酪酸),P(HB)、と3-ヒドロキシ酪酸/3-ヒドロキプロピオン酸共重合体、P(HB-HP)、のブレンド、及びPHBと化学合成ポリマーであるポリ(ブチレンスクシネート-ブチレンアジペート)(PBSA)、またはポリ(ブチレンスクシネート-ε-カプロラクトン)(PBSC)とのブレンドについて、偏光顕微鏡、顕微鏡付きフーリエ変換赤外分計、示差走査熱量計、固体高分解能^<13>C-NMRなどによりブレンドの相構造と性質を調べた。
水素細菌Alca1igenes eutrophus由来のP(HB)試料を使用した。Alcaligeneslatusにより種々の単量体組成を持つ一連のP(HB-HP)共重合体試料を合成した。ブレンドは溶液キャスト法と熔融混練法により調製した。P(HB)とPBSA及びPBSCブレンドについては酵素と河川水環境微生物による生分解性を調べた。
3-ヒドロキシプロピオン酸(HP)単位の組成の低いP(HB-HP)とP(HB)はブレンド中、非晶相で相溶であり、HP組成に依存してP(HB)のみが結晶化する場合とP(HB)とP(HB-HP)がともに結晶化する場合とがあることなどが分かった。P(HB)とPBSAまたはPBSCは非相溶であるが、ブレンド組成に依存して特異な生分解挙動が観測された。

研究成果

• [文献書誌] Yosuke Arai: "Studies on Comonomer Compositional Distribution and Its Effect on Some Physical Properties of Bacterial Poly (3-phydroxybutyric acid-co-3-hydroxypropionic acid)"Polymer International. 48・12. 1219-1228 (1999)
• [文献書誌] Naoko Yoshie: "Chemical Composition Distribution of Bacterial Copolyesters"Int. J. Biological Macromolecules. 25・1. 193-200 (1999)
• [文献書誌] 吉江尚子: "微生物由来の共重合ポリエステルの化学組成分布と性質"高分子加工. 48・7. 297-301 (1999)
• [文献書誌] Yong He: "The Miscibility and Biodegradability of poly (3-hydroxybutyrate) Blends with Poly (butylene succinate-co-butylene adipate) and Poly (butylene succinate-co-ε-caprolactone)"European Polymer Journal. (印刷中). (2000)