本研究では,生分解性樹脂に光解離性保護基を導入して加水分解抑制・促進のスイッチ機能を創製する方法を提案・構築し,これを天然繊維/生分解性樹脂グリーンコンポジットに組み込むことで,グリーンコンポジット(GC)が本質的に解決すべき課題である「使用時の分解・劣化の抑制」と「廃棄時の分解促進」の両立,すなわち加水分解挙動を制御する方法を,地球環境に優しい方法で達成することを目的とした.これにより,あらゆる天然繊維と生分解性樹脂の組み合わせにも対応可能な加水分解挙動制御原理の確立に寄与できると期待される.最終年度の成果は,以下のように要約される. 1)光解離性保護基のひとつであるo-ニトロベンジルアルコールを生分解性樹脂であるポリ乳酸に導入して作製した光解離性保護基導入生ポリ乳酸のフィルム状試験片を用いた耐久性評価法を構築し,光解離性保護基導入がポリ乳酸の加水分解環境中での耐久性に及ぼす影響を評価した.その結果,光解離性保護基導入によって,加水分解にともなうポリ乳酸のクリープ破断時間の低下が抑制され,加水分解期間が長くなるにつれてその傾向が大きくなることがわかった. 2)ガラスロッドを挿入したモデル複合材料の破壊過程のその場観察結果と有限要素法を用いた界面での応力解析により,加水分解制御が界面近傍での選択的分解・劣化挙動に影響を及ぼすこと,および界面特性の変化によってこれらの挙動が大きく影響を受けることがわかった. 3)ケナフ繊維のランダムマットと光解離性保護基導入生ポリ乳酸を複合化したフィルム状試験片を作製し,加水分解にともなう複合材料破壊特性の変化に及ぼす光解離性保護基導入の影響を評価した.その結果,負荷方向に対して垂直に配置されたケナフ繊維の界面から破壊が生じること,不完全制御部で集中的に加水分解が生じ,加水分解にともなって急激に複合材料破壊特性が低下することが示唆された.
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