セルロースアセテートの生分解性プラスチック材料化に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11660321
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 吉岡 まり子 京都大学, 農学研究科, 助手 (30220594)
• 研究分担者: 白石 信夫 (株)グリーンバイオ, 取締役研究所長 (70026508)
• キーワード: セルロースジアセテート / 生分解性プラスチック / オキシ酸 / グラフト重合 / 2-エチルヘキサン酸スズ(II) / ε-カプロラクトン / モル置換度 / 結晶化

研究概要

セルロースジアセテート(CDA)の熱可塑性を増進させ、生分解性プラスチック材料化を図るため環状エステルおよび/またはオキシ酸のグラフト重合を検討している。本年度は、それぞれの手法が確立がされた前年度の結果を踏まえ、それらの整理、確認、体系化を行った。
CDAの残存水酸基を助触媒として用いて、環状エステルの開環重合によるCDAへのグラフト重合効率を本質的に100%になしうる2-エチルヘキサン酸スズ(II)触媒系グラフト重合については、より広範囲のグラフト重合量をもつグラフト体を調製し、その熱的及び機械的性質等を詳細に調べ、諸特性の体系化を行った。
たとえば、ε-カプロラクトン(CLN)のCDAへのグラフト重合体(g-CDA)は、モル置換度(MS)が小、または中程度までの領域では、明確な結晶構造を持たないが、MSの大きな領域ではポリカプロラクトン(PCL)グラフト側鎖の結晶化が起こっていることが知られた。それはMSが大きくなるほど進行し、g-CDAからの熱圧成形シートの引張特性及びシートの不透明化・濁度の現れ方も、それらの現象を裏付けた。g-CDAのTgが室温以上の値をとるMSの小さな領域(MS<1)では、g-CDAは室温でガラス状態であり、シートは透明であったが、Tgが室温以下の値となるMS中程度の領域(1<MS<8)ではg-CDAは室温でエラストマー状態となりグラフト側鎖間の凝集に起因するシートの乳濁化が起こった。さらにg-CDA中のPCL含有率が増加し、PCLが結晶化を起こす臨界点に達すると(MS>8)、g-CDA中でPCLの微結晶が発生するため、シートは白濁し、MSが中程度の領域のg-CDAに比べて弾性率及び引張強度が大きくなり、脆性的な破壊を示す材料となった。オキシ酸類のCDAへのグラフトに関しても同様に体系的に検討し、報文にまとめて国際誌に投稿した。

研究成果

• [文献書誌] SEUNG-HWAN LEE: "Preparation and Properties of Phenolated Corn Bran (CB) / Phenol / Formaldehyde Cocondensed Resin"Journal of Applied Polymer Science. 77. 2901-2907 (2000)
• [文献書誌] SEUNG-HWAN LEE: "Polymer Blend of Cellulose Acetate Butyrate and Aliphatic Polyestercarbonate"Journal of Applied Polymer Science. 77. 2908-2914 (2000)
• [文献書誌] SEUNG-HWAN LEE: "Liquefaction and Product Identification of Corn Bran (CB) in Phenol"Journal of Applied Polymer Science. 78. 311-318 (2000)
• [文献書誌] SEUNG-HWAN LEE: "Liquefaction of Corn Bran (CB) in the Presence of Alcohols and Preparation of Polyurethane Foam From Its Liquefied Polyol"Journal of Applied Polymer Science. 78. 319-325 (2000)
• [文献書誌] 吉岡まり子: "木質科学実験マニュアル"文永堂出版(株)、東京. 280 (2000)
• [文献書誌] 白石信夫: "実用化進む生分解性プラスチック"(株)工業調査会、東京. 291 (2000)
• [文献書誌] 白石信夫: "ウッドケミカルスの最新技術"(株)シーエムシー、東京. 309 (2000)
• [文献書誌] Mariko Yoshioka and Nobuo Shiraishi: "WOOD AND CELLULOSIC CHEMISTRY"Marcel Dekker, Inc., New York, NY, USA. 914 (2001)
• [文献書誌] Nobuo Shiraishi: "WOOD AND CELLULOSIC CHEMISTRY"Marcel Dekker, Inc., New York, NY, USA. 914 (2001)