バイオマスプラスチックの設計と低環境負荷、機能性の両立

第1部 廃棄プラスチックを肥料に:バイオベースプラスチックを利用した新しい高分子循環

(2024年4月26日 10:30〜12:00)

　昨今の環境問題から、高分子材料のリサイクル技術に関心が寄せられている。 　本講演では、利用拡大が期待される糖由来ポリカーボネート材料を、身近にあるアンモニア水を用いて分解することで、肥料に変換することに成功したリサイクルシステムとそれを支える要素技術について解説する。 　本システムは、「プラスチック材料を肥料に変換する」という全く新しいコンセプトのもと、プラスチックに纏わる環境問題の解決に貢献するだけでなく、食料問題の解決にも貢献し、「プラスチックからパンをつくる」と形容される革新的なシステムとなることが期待される。

1. 研究背景
   1. 廃棄プラスチックのリサイクル効率
   2. ケミカルリサイクルの課題
2. 先行研究:アンモニアの合成法 (ハーバー・ボッシュ法) の概説
3. プラスチック材料を肥料に変換するシステムの要素技術解説
   1. イソソルビドを原料としたポリカーボネート (PIC) の合成
   2. ポリカーボネート (PIC) のアンモニアによる分解
      1. 分解に伴って生成する尿素の生成量、分解生成物の評価
      2. 反応条件の最適化と分解速度の向上
   3. 分解生成物を用いた植物 (シロイヌナズナ) の生育実験
4. プラスチック材料を肥料に変換するシステムの機能材料への展開
   1. イソソルビドを原料としたポリカーボネート (PIC) の共重合による改質
   2. イソソルビドを原料としたポリカーボネート (PIC) の共重合体のアンモニア分解
   3. イソソルビドを原料としたポリカーボネート (PIC) の共重合以外の手法による改質とアンモニア分解
5. まとめ 〜SDGsが掲げる循環型社会の構築に向けて〜
• 質疑応答

第2部 バイオマス由来のポリエステル (PBS) とポリアミド (PA4) を組み合わせた新素材の開発

(2024年4月26日 13:00〜14:30)

　昨今において世界的な社会問題となっているプラスチック問題への対応策として、バイオプラスチックの開発が盛んに取り組まれている。 様々なアプローチがあるなかで、 我々は、希少な生分解性ポリアミドとして知られているポリアミド4 (PA4) と、バイオポリエステルであるポリブチレンサクシネート (PBS) との複合化材料の開発に取り組んできた。 　最近、その一環としてPBSとPA4を構成成分とするマルチブロック共重合体を設計・合成しました。一定の重合度をもつPBSブロックと、PA4ブロックが、繰り返し結合した構造が特徴で、それぞれのブロックを重合度について短・中・長の三種類づつ調製し、系統的に組み合わせて共重合化させることによって、ブロックサイズと材料の特性との相関を調査し、その依存性を明らかとした。その結果、透明性が高く、強靭で引っ張ると強くなるフィルムの作成に成功した。本成果は、新材料開発の指針を示すものと考えている。

1. バイオプラスチックに寄せられる期待と課題
2. 生分解性ポリアミドとは
3. 生分解性ポリアミド複合化材料の現状・これまでの取り組み
4. マルチブロック共重合体の設計と合成
5. 新規バイオプラスチック材料の機能
6. 構造解析による機能発現の理由の検証
• 質疑応答

第3部 バイオマスアクリル材料系としての環境対応型樹脂の開発と各種用途展開

(2024年4月26日 14:40〜16:10)

　本セミナーでは、カーボンニュートラルの貢献に期待できるバイオマスアクリル樹脂の設計方法や、その用途展開等を解説する。

1. バイオマス樹脂の市場動向
   1. バイオマス樹脂の種類と原料
   2. なぜバイオマス樹脂なのか?
2. 樹脂設計
   1. ラジカル重合技術
   2. バイオマスアクリル樹脂の設計
   3. 紫外線硬化型バイオマスアクリル樹脂の設計
   4. ウレタンアクリレートの設計
   5. バイオマスウレタンアクリレートの設計
3. 物性例及びコーティング材としての用途展開例
   1. バイオマス度の測定
   2. バイオマスアクリルの基本物性 (熱乾型、熱硬化型)
   3. 紫外線硬化型バイオマスアクリル樹脂の基本物性
   4. バイオマスウレタンアクリレートの基本物性
   5. バイオマス高酸価樹脂 の基本物性 (顔料分散性)
   6. バイオマス水性製品のご紹介 (ウレタンディスパージョン、カチオン系)
4. 今後の動向
• 質疑応答