Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

ジバニリン酸 / バイオマスプラスチック / ポリエステル / ポリアミド / ポリケトン / フィルム / リグニン / バイオプラスチック / 高耐熱性 / スーパーエンジニアリングプラスチック / バニリン / 高耐熱性高強度 / エンジニアリングプラスチック

石油資源枯渇への懸念や温室効果ガスによる温暖化、プラスチックによる環境汚染などの環境問題が社会的な課題となっている。植物などのバイオマス資源を原料としたバイオプラスチックや環境中で微生物により分解を受ける生分解性プラスチックなどのバイオプラスチックがその解決策の一つとして注目されている。バイオプラスチックは未だ種類が少なく、石油由来のプラスチックと比べて物性の改善が必要などの課題が残っており、高い耐熱性や力学特性を有する新たなバイオプラスチック材料の開発が求められている。プラスチックに高耐熱性や高物性を付与するためには剛直な構造を有する芳香族化合物をモノマー単位とすることが有効である。本研究では、木質由来のリグニンの廃棄物などから得られるバイオマス芳香族化合物であるバニリン酸を原料に用いた新規芳香族バイオマスプラスチックの開発を目的とした。昨年度はバニリン酸の二量体であるジバニリン酸由来のポリエステルやポリアミドの合成と、そのフィルム化や物性の制御に成功している。本年度は、ジバニリン酸と様々なモノマーを組み合わせたコポリエステルやコポリアミドの合成を行い、さらなる高耐熱性と成形性を両立するポリマー材料の開発を試みた。コポリマー化により成形性の向上や多様な物性の発現に成功しており、さらなる詳細な検討を行う予定である。また、新たな高耐熱性ポリマーとしてポリケトンの合成にも成功し、得られたポリマーがガラス転移点が最大300℃を有する高耐熱性を有することも見出した。

バイオマスプラスチック / グルカル酸 / フェルラ酸 / 微生物産生ポリエステル / 物性 / 繊維 / 構造解析 / バイオベースプラスチック / 高分子多糖類 / フィルム / 生分解性プラスチック / 高分子材料 / 高分子構造 / 成型加工 / 酵素分解性 / 材料物性 / グリーンケミストリー / バイオベースポリマー / プルラン / キチン / キトサン / アルギン酸 / セルロース / エステル誘導体 / グルカル酸アセテート / ポリエステル / ポリアミド / バイオリファイナリー

本研究では、非可食系バイオマスから新規で高性能なバイオマスプラスチックの合成と基礎物性評価を目的とした。木材抽出成分のキシランからポリ乳酸ステレオコンプレックス用の結晶核剤の開発に成功した。バイオマスベース基幹物質の一つであるグルカル酸を出発原料として、結晶性を有するグルカル酸エステルとグルカル酸アミドの合成に成功した。さらに、米ぬかから抽出されるフェルラ酸から2種類の共重合体の合成にも成功した。一方、微生物により生合成された超高分子量バイオポリエステルを、低分子量バイオポリエステルに少量混ぜることで、高強度繊維が作製できることを見出すとともに、その構造を大型放射光のＸ線回折により解明した。

【研究分担者】
中島将博	東京理科大学	理工学部応用生物科学科	講師	(Kakenデータベース)