2022 Fiscal Year Research-status Report

Development of plastics that selectively decompose in seawater

Research Project

Project/Area Number	22K19868
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	齋藤敬京都大学, 総合生存学館, 教授 (00386640)
Project Period (FY)	2022-06-30 – 2025-03-31
Keywords	プラスチック / 分解 / 海洋
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、近年問題となっている海洋プラスチック問題を踏まえて、海洋という特殊な条件下で分解が促進される海水分解促進性ポリマー(プラスチック)の創成を目的とする。一般的にポリマーの分解速度が遅い一つの要因として、その長い鎖状の構造が挙げられる。ポリマーは化学結合で連続的に繋がった構造を有しているため、分子量の小さいフラグメントに分解しようとすると、数多くの結合を切断する必要が生じる。ポリマーの生分解テストでも、ポリマーの鎖の長さ、専門的に言えば分子量の大きさに分解速度はほぼ比例する事が知られており、長い鎖(高分子量体)より短い鎖(低分子量体)の方が速く分解されやすい。しかしポリマーの物性、強度も分子量の大きさに比例するため、ポリマーをプラスチック等の製品として使用しようとすると、どうしても分子量を大きくする必要があり、その分、分解が遅くなる。そこで本研究では、素早く生分解可能な短い低分子量体ユニットを、海水により切断される結合で繋いだポリマーを合成する。それにより、一般の使用条件では分解せず安定であるが、海水中でのみ「選択的に」急速に分解する一連のポリマーの合成を目指す。具体的には、本年は、まずは生分解可能な末端に置換基を有する短い低分子量体ユニットを合成するため、環状ケテンアセタールの開環重合と、開環重合用のRAFT剤の開発を実施した。特殊な構造を有するRAFT剤の合成となるが、既存研究や種々条件探索によりその合成法の確立を目指している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 開環重合用のRAFT剤の開発に時間を要している。この開環重合用のRAFT剤の開発が狙った高分子合成には欠かせないため慎重に進めていく予定である。
Strategy for Future Research Activity	開環重合用のRAFT剤の開発の後に、それを用いた環状ケテンアセタールの開環重合を進めていく。最終的には、海洋で分解する結合を有する構造へと展開していく予定である。