Improvement of thermal and mechanical properties of Poly(L-lactic acid) by blending and radiation-induced crosslinking

ブレンド化及び放射線架橋によるL-ポリ乳酸の熱的及び機械的特性の改質

田子 敬典; 長澤 尚胤; 田口 光正; 玉田 正男; 工藤 久明*; 勝村 庸介*

Tago, Takanori; Nagasawa, Naotsugu; Taguchi, Mitsumasa; Tamada, Masao; Kudo, Hisaaki*; Katsumura, Yosuke*

植物由来のポリ乳酸は、石油由来プラスチックに置き換わるバイオプラスチックの一つとして実用化が期待されている。しかし、ガラス転移温度(約60C)以上での耐熱変形性、室温下での耐衝撃性が課題となっている。そこで、耐衝撃性に優れる植物由来ポリアミド11をブレンドし、かつ放射線架橋を導入することにより、ポリ乳酸の上記の欠点を改善することを検討した。架橋剤を3phr(per hundred resin)添加したブレンド体(50/50wt%)を100kGy電子線照射を行うと、約80%のゲル分が得られた。熱機械的分析により、ポリ乳酸のガラス転移温度及びポリ乳酸,ポリアミド11の融点(それぞれ約175C, 185C)でもほとんど変形せず、耐熱変形性を改善できることがわかった。また、衝撃値は4.8kJ/mと、未照射ポリ乳酸の約2.5倍耐衝撃性も改善することができ、バイオプラスチックの用途拡大に繋がると考えられる。

Poly (L-lactic acid) (PLA) derived from corn starch is now widespread with a potential to replace the conventional petroleum-derived plastics. The PLA has, however, the less thermal stability above around 60C and impact resistance at room temperature than the conventional plastics. In this study, to improve the above-mentioned two properties of PLA, we investigated a new combination method of blending with polyamide11 (PA11) having high impact resistance, which is derived from castor oil, and then crosslinking. PLA/PA11(50/50wt%) blend with 3 phr of crosslinker irradiated to 100 kGy was formed about 80% of gel content. This sample demonstrated very little deformation above the grass transition-temperature of PLA, the melting-temperature of PLA and PA11 (ca.175C and 185C, respectively) by thermal-mechanical analysis. The impact value of crosslinked PLA/PA11 blend is 4.8 kJ/m. This value showed higher about 2.5 times of original PLA. Therefore, the applications of bioplastics will be expanded.