| 研究課題/領域番号 |
21K19867
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
浅田 元子 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (10580954)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| キーワード | 木質由来バイオプラスチック |
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| 研究実績の概要 |
近年、石油由来化成品の微小ポリマー（マイクロプラスチック）が環境汚染だけでなく、家畜や魚類などに蓄積されて深刻な食料汚染を引き起こしている。プラスチック以外の物質を代替とする試みもあるが、脱プラスチック化すると廃棄物の量は約30%も大幅に増大する。それゆえ、石油以外の環境保全型原料から生分解性プラスチックを製造する必要がある。本研究では、地球上に最も大量に存在する天然有機資源であり、再生産可能な植物性バイオマスからのエコ型化成品の製造に挑戦するとともに実用化を見据えた機能性評価と使用後の環境影響評価を行った。バイオマス中で複雑に絡み合っているセルロースとリグニンを環境低負荷（水蒸気のみを使用）で迅速処理（数分程度で十分前処理効果があるため、実用化時における固定費や変動費を低コスト化）が可能な高活性水蒸気爆砕によって効率的に分離した。水蒸気爆砕バイオマスの性状変化や成分分析を行い、各画分（主にセルロース画分とリグニン画分）に効率よく分離するための抽出分離方法（水や種々の有機溶媒を用いた分離方法）を検討した。セルロース画分からはセルロースナノファイバーと生分解性ポリマーであるポリ乳酸を製造し、それらの混練により高強度かつ高耐熱性の包装材の製造を試みた。また、リグニン画分からはエポキシ樹脂やフェノール樹脂を合成し、電子基板材料や自動車内部部材としての利用可能性を検討した。水蒸気爆砕バイオマスの性状変化や成分分析を行い、各画分（主にセルロース画分とリグニン画分）に効率よく分離するための抽出分離方法（水や種々の有機溶媒を用いた分離方法）を検討した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
種々の水蒸気圧力および蒸煮時間での前処理（脱リグニン処理）効果を明らかにし、樹種による最適水蒸気爆砕を決定した。また、各画分（主にセルロース画分とリグニン画分）に効率よく分離するための抽出分離方法を決定することはできたが、各画分からのエコ型化成品の製造については当初計画通りに進展していないため。
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| 今後の研究の推進方策 |
水・有機溶媒抽出残渣物中にはセルロース以外に少量のリグニンが混在している。このリグニン除去前後のそれぞれのセルロース試料に対してグラインダー解繊処理を行い、得られたセルロースナノファイバーの強度特性を比較検討する。次に、セルロースナノファイバーとポリ乳酸とを種々の割合で混練し、コンポジットを作製する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
理由：新型コロナウィルスの影響で実験が当初計画通りに進まず、物品購入や使用ができなかった。また、国内・国際学会等に出席することができず、当初計画した旅費の支出がなかった。 使用計画：実験および学会参加に要する経費を物品費、旅費、人件費と併せて使用する予定である。
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