|
生物塑料的聚乳酸，在海洋中的分解也改善了道路的延伸，生产综合研究所等
2024.04.16
产业技术综合研究所(产综研)等研究小组表示，开发出了一种具有代表性的生物塑料聚乳酸，这是一个课题，可以改善在温度较低的环境下的生物分解性和延伸率。 通过在聚乳酸中混合乳酸和3-羟基丁酸的共聚物( LAHB )来克服。 据悉，如果弄清最佳混合比等，将为高温高湿下分解的聚乳酸在海洋中分解开辟道路，也有望解决海洋塑料垃圾问题。
生物塑料的开发正在进行，以代替来自石油的塑料。 生物塑料包括来源于生物且可再生的生物量塑料和在微生物的作用下最终分解为水和二氧化碳的生物降解性塑料。
聚乳酸是将来自植物的糖用乳酸菌发酵而成的乳酸聚合而制造的，是同时具有生物降解性的生物塑料。 与聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET )物性相似，作为替代这些石油来源塑料的材料正在世界范围内生产。 但是，难以延伸很脆弱。 堆肥化设施等还存在如果不是在温度60度以上、湿度60%以上的高温高湿下就不会分解的问题。
产综研多材料研究部门的今井祐介研究小组组长(高分子科学)着眼于神户大学科学技术创新研究科特命教授田口精一等人发表的2008年通过转基因大肠杆菌在世界上首次进行生物合成的LAHB。 LAHB在海洋中、土壤中等各种环境下的生物降解得到确认。 和聚乳酸一样，含有乳酸，容易混合。 考虑到产品化，认为使用同样的生物塑料材料比较好。 在拉伸时几乎不拉伸就能断裂的聚乳酸中混合LAHB进行拉伸试验(照片从左到右)，在不断裂的情况下增长到了约3倍的长度(产业技术综合研究所提供)
今井研究小组组长等人将聚乳酸和LAHB放入溶剂中混合。 制成的薄膜是透明的，两者以纳米级混合在一起。 准备4种所含乳酸与3-羟基丁酸的比例不同的LAHB，分别将聚乳酸与LAHB的比改为3个阶段，调查伸长率和生物降解性的变化，发现乳酸和丁酸为4比6的LAHB添加到聚乳酸中20%，伸长率为200% (长度 |
|
|
聚乳酸(黑线)在应变为0%时对拉伸应力所能承受的强度比聚乳酸和LAHB的混合(红线)高，但混合直到表示伸长率的应变超过200%时才断裂(产综研提供)
关于生物分解性，将混合了LAHB的聚乳酸放在海水中，进行了测量有机物被微生物分解时消耗的氧量的BOD (生化需氧量)试验。 超过了只有LAHB分解时的理论值生物分解度约22%，到因停电而结束实验的155日为止，生物分解度达到了接近50%。
混合了LAHB的聚乳酸，在试验开始几十天的诱导期后，生物分解开始后，迅速分解(产总研提供)
关于聚乳酸在非高温高湿的海水中分解的结构，今井研究小组组长说:“首先，微生物分解表面露出的LAHB，导致塑料中出现了很多含有微生物的细孔。 他说:“几乎分解完LAHB的微生物，应该也会分解周围残留的聚乳酸吧。”
通过在聚乳酸中混合LAHB，可以制造出各种各样的塑料制品，通过改善生物降解性，可以实现资源循环(产业综合研究所提供)
今后，将调查聚乳酸分解性变高的LAHB的混合比和纳米级结构，以作为来自生物资源的塑料材料的实用化为目标。
该研究与神户大学、kaneka共同进行，成果刊登在荷兰科学杂志《国际杂志生物大分子救援》的电子版上，时间为3月19日。
相关链接
产综研新闻发布会“
