Development of high-performance biodegradable materials by stereocomplexation of lactic acid-based periodical copolymers

乳酸基周期共聚物立体络合开发高性能生物降解材料

• 批准号: 21K05183
• 负责人: 辻 秀人
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021 至 2022
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05183/
• 关键词: ポリ乳酸; 周期的共重合体; ステレオコンプレックス; 生分解性高分子材料; バイオベース高分子材料

バイオベースであり、生分解性を有するポリ乳酸(PLA)および置換型PLAのL体およびD体のブレンドによるステレオコンプレックス(SC)化は、PLA材料の熱的特性や機械的特性の向上、多様な物理特性および生分解特性を与えることから注目されている。本研究では、キラルな乳酸および置換型の乳酸誘導体をベースとする種々のモノマー単位のシークエンスが厳密に制御された鏡像異性関係にある周期的共重合体を合成し、それら非ブレンド試料の結晶化挙動、およびブレンドによるSC結晶化能、物理特性や生分解挙動を検討することにより、新しいバイオベースな高分子材料を開発することを目的とする。モノマーとして、鏡像異性関係にあるL-乳酸-L-乳酸-D-乳酸およびD-乳酸-D-乳酸-L-乳酸を9段階のプロセスにより合成し、これらの触媒を用いた縮合重合により、今まで報告のない立体規則性(周期性)を有するポリ(L-乳酸-L-乳酸-D-乳酸)とポリ(D-乳酸-D-乳酸-L-乳酸)を合成した。広角X線回折(WAXD)および示差走査熱量測定(DSC)により、それらの非ブレンド試料は結晶性を有することが分かった。一方で、それら鏡像異性体の1:1ブレンド試料のWAXDおよびDSCにより、ブレンド試料のWAXDパターンおよび融点は非ブレンド試料のものと異なることから、ブレンドによるSCの形成が示唆された。本研究において、今まで報告のない乳酸の立体規則性(周期性)を有する鏡像異性関係にあるホモポリマーの合成に成功し、また、それらのSC形成を初めて見出した。他にも、モノマーユニットの周期性の異なる共重合体の合成および物理特性の評価に取り組んでいる。

通过将L和D形式混合生物基于生物的和可生物降解的聚乳酸（PLA）和取代的PLA的L和D形式，因为它增强了PLA材料的热和机械性能，并提供了多种物理和可生物降解的特性，因此引起了人们的注意。 This study aims to develop new bio-based polymer materials by synthesizing periodic copolymers with strictly controlled enantiomeric sequences of various monomer units based on chiral lactic acid and substituted lactic acid derivatives, and by examining the crystallization behavior of these non-blended samples, as well as the SC crystallization ability, physical properties, and biodegradation behavior of blends.作为单体，在九步过程中合成了L乳酸-L乳酸-L乳酸-D-乳酸和D-乳酸-l乳酸-L-乳酸 - 乳酸 - 乳酸乳酸 - 乳酸 - 乳酸 - 乳酸 - 乳酸 - 乳酸 - 乳酸 - 并使用这些催化剂凝结聚合，从而使聚合可以合成多（L-lactic-lactic-lactic-lactic-lactic-lactic-lactic-ractic-lactic-lactic-lactic-lactic-lactic-lictic-lactic-lactic-l-乳酸） （周期性）先前已报告。广角X射线衍射（WAXD）和差分扫描量热法（DSC）表明它们的非混合样品具有结晶度。另一方面，这些对映异构体的1：1混合样品的WAXD和DSC表明，随着混合样品的蜡模式和混合样品的熔点与非混合样品不同，SC的形成。在这项研究中，我们成功地合成了乳酸的立体构象（周期性），到目前为止尚未报道，我们还首次发现了SC的形成。其他人正在研究具有不同单体单位周期性的共聚物的物理特性的合成和评估。