木材などバイオマスの液化手法と液化物の活用手法の開発に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11460080
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 白石 信夫 京都大学, 大学院・農学研究科, 教授 (70026508)
• 研究分担者: 吉岡 まり子 京都大学, 大学院・農学研究科, 助手 (30220594)
• キーワード: 木材 / バイオマス / 液化 / 硫酸 / フェノール / ポリリン酸 / リン酸 / デンプン

研究概要

木材などバイオマスの液化についえ筆者らは、これまでも大いに検討してきた。そこでは、触媒に硫酸を用い、150℃での処理により液化を行ってきている。液化の現象と共に、分子オーダーでの液化機構の解明も進めた。その上で、本研究では、まず、より緩やかな条件で木材液化を進められないかという観点から、150℃以下の温度での液化と硫酸より弱い酸と触媒とする液化を検討した。前者については、水を10%、20%といったレベルで共存させることにより、120℃での木材のフェノール液化が十分進むとくことを見出し、水がない場合とある場合との対比を含めて液化機構の解明を進め、両者ともイオン機構で進み、水のある場合には加水分解とフェノリシスが、ない場合にはフェノリシスが重要な役割を果たすことを明らかにした。他方、ポリリン酸、リン酸を触媒とする液化について、従来の硫酸を用いるそれとの比較で検討し、金属装置の酸腐食の問題を回避する液化法の確立を図った。他方で、より緩やかな条件で、より優れた使いやすいバイオマス液化物を得るという観点から、木材以外のデンプンや小麦粉といった異なったバイオマスの液化を、上記のより緩やかな液化条件で広く検討し、見るべき多くの知見を得た。特に液化物の物性的に、低粘度で、しかも、反応による賦形性に優れたものなど、これまでにはない樹脂材料化に有効な特徴を見出すことができた。これらの知見を元に、次年度では樹脂化など液化物の活用手法の開発を中心に研究を進める予定である。

研究成果

• [文献書誌] Febrianto F.: "Composites of wood and trans-1, 4-isoprene rubber I: Mechanical, physical, and flow behavior"Journal of Wood Science. 45巻1号. 38-45 (1999)
• [文献書誌] 吉岡まり子: "セルロースからの生分解性プラスチックの開発"ウッディエンス(木材学会誌付録). 44号. 8-10 (1999)
• [文献書誌] M.Yoshioka: "Thermoplasticization of Cellulose acetates by grafting of cyclic esters"Cellulose. 6巻3号. 193-212 (1999)
• [文献書誌] 吉岡まり子: "セルロースからの生分解性高分子"「第235回木質材料部門委員会定例研究会」講演要旨. 13-22 (1999)
• [文献書誌] M.Yoshioka: "Plasticization of cellulose derivatives by reactive plasticizers II"Journal of Wood Science. 46巻1号. 22-31 (2000)
• [文献書誌] N. Shiraishi and M. Yoshioka: "International Contributions to Wood Adhesion Research"For. Prod. U.S.A., Madison. 148 (1999)
• [文献書誌] S. Pu: "Adhesive Technology and Bonded Tropical Wood Products"Taiwan Forestry Res. Inst.,Taipei. 629 (1998)
• [文献書誌] 白石信夫: "日本木材学会第6期研究分科会報告書"木質系プラスチック材料. 574 (1999)