成果報告書詳細
管理番号20110000001442
タイトル平成21年度~平成22年度成果報告書 グリーン・サステイナブルケミカルプロセス基盤技術開発 化学品原料の転換・多様化を可能とする革新グリーン技術の開発 高性能ポリ乳酸の研究開発と製造プロセス開発
公開日2011/12/13
報告書年度2009 - 2010
委託先名ユニチカ株式会社 国立大学法人京都工芸繊維大学 株式会社豊栄工業
プロジェクト番号P09010
部署名電子・材料・ナノテクノロジー部
和文要約バイオベース素材であるポリ乳酸の高耐熱化、成形性向上のため、立体規則性や高光学純度などポリマーの基本的分子構造制御を行い、ステレオブロック型PLAの合成方法・基礎特性の確認と、高光学純度PLAのスケールアップに成功した。これらの手法の優位性を以下の点で明確にした。  1.二段階重合によるABAトリブロック型sb~PLAを合成し、両端部が長鎖のtri-sb-PLAはステレオコンプレックス結晶を効率的に形成し200度を越える耐熱性を示すことを明らかにした。  2.sb-PLAの溶融紡糸を行い、150度以上という高温での熱処理により結晶配向を損なうことなく速やかにステレオコンプレックス結晶を形成し、耐熱性繊維が得られることを明らかにした。また、高温度での溶融成形に対して、効果のある熱安定化剤を見出した。  3.乳酸の直接重縮合法によるマルチブロック型sb-PLA合成の基礎研究を行い、重合メカニズムの一部を明らかにするとともに、新規触媒の必要性も確認した。  4.高光学純度PLAの200kgスケール重合では、攪拌方法や温度制御などが重要であり、これらの制御、並びにモノマー除去方法の確立を行うことにより目的の重合物を合成することができた。  5.高光学純度PLAは、射出成形条件で金型温度85度、成形サイクル35秒という世界最高レベルの条件で100度以上の耐熱性を達成した。今後、これらの更なるスケールアップを検討して、実用化を目指す。
英文要約We established the synthesis and the basic properties of the stereo-block poly(lactic acid) (sb-PLA) and successfully scaled up the production of the poly(lactic acid) with a high optical purity by controlling the basic molecular structure, such as the stereo-regularity and the optical purity. Following confirmed the advantage of these techniques. 1. Synthesis of ABA triblock sb-PLA was established through a two step reaction. It was confirmed that the sb-PLA obtained efficiently formed the stereocomplex and indicated a superior thermal stability higher than 200oC. 2. Sb-PLA was melt-spun into fibers and annealed at temperatures higher than 150oC and resulted in thermally resistant PLA fibers. Some stabilizing agents were found effective to the thermal degradation during the melt processing at a high temperature. 3.Basic research on the multiblock sb-PLA was carried out through the direct polycondensation of lactic acid. Further the part of the polymerization mechanism was clarified and the needs for the novel catalyst were confirmed. 4. It was confirmed that the method of stirring, the temperature control and the removal of monomer after reaction were important for the synthesis of PLA with a high optical purity 200 kg in scale. Large scale production was successfully obtained by carrying out control. 5. PLA with a high optical purity withstands 100oC after injection molding under a world-class condition such as mold temperature at 85oC and injection cycle 35 sec. We will further drive for the scale-up of these high-performance PLA.
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