[发明专利]聚乳酸接枝纤维素纳米纤维及其制造方法

说明书

本发明提供适合用作成型材料的聚乳酸接枝纤维素纳米纤维及其制造方法。本发明包含接枝纤维素，其具有与构成纤维素纳米纤维的纤维素键合的接枝链，并且是接枝链为聚乳酸且在红外吸收光谱中源自聚乳酸的C＝O的吸光度相对于源自纤维素的O－H的吸光度之比为0.01以上且1000以下的聚乳酸接枝纤维素纳米纤维。本发明还是聚乳酸接枝纤维素纳米纤维的制造方法，其包括在包含胺类和通过使该胺类和酸类发生反应获得的盐的有机聚合催化剂的存在下将丙交酯接枝聚合到构成纤维素纳米纤维的纤维素上的工序。作为有机聚合催化剂，优选4‑二甲基氨基吡啶和4‑二甲基氨基吡啶鎓三氟甲磺酸盐。

技术领域

本发明涉及聚乳酸接枝纤维素纳米纤维及其制造方法。

背景技术

近年来，从全球环境保护的角度出发，通过存在于土壤和水中的微生物的作用而在自然环境中分解的生物降解性聚合物引起了关注，并且已经开发了各种生物降解性聚合物。一个典型的例子有聚乳酸。聚乳酸作为成本比较低且可以熔融成型的生物降解性聚合物而被期待。另外，近来通过使用微生物的发酵法以低成本制造作为聚乳酸的起始单体的丙交酯，能以更低的成本生产聚乳酸，因此，不仅作为生物降解性聚合物的用途在被研究，而且还在研究用作通用聚合物的用途。

另一方面，聚乳酸在生物降解性聚合物中具有优异的特性，但与通用聚合物相比具有刚直性、相对脆性和挠性差的性质。在制造以聚乳酸为原材料的成型品的情况下，必须添加柔性材料。另外，耐热性仍然不足，并且稍微缺乏耐微波特性。进而，聚乳酸还具有进行挤出成型、吹塑成型、发泡成型所需的熔融特性不够充分的性质。

与此相对，公开了通过在特定条件下将聚乳酸树脂和天然来源的有机填料进行熔融混炼而获得色调和机械特性优异的树脂组合物的技术(请参照日本特开2005-35134号公报)。

专利文献1：日本特开2005-35134号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，诸如上述现有技术的天然来源的有机填料，多数情况下具有亲水性表面，并且在具有高疏水性的成型树脂中的分散性趋于变差。此外，当提高弯曲特性等机械强度时，韧性、挠性有可能降低。因此，作为成型材料，必须具有良好的强度和挠性，同时使填料的表面具有疏水性以制造成型品，并且已经尝试了各种表面疏水化处理。进而，就单纯的表面疏水化而言，当在填料表面和成型树脂表面之间产生剪切力时几乎没有效果。因此，为了具有足够的机械物性，需要有机填料具有足够长的有机分子链等、与树脂等有机材料具有强相互作用。

用于解决课题的手段

本发明是基于上述情况而完成的发明，其目的在于，提供适合作为成型材料的聚乳酸接枝纤维素纳米纤维及其制造方法。

为解决上述问题而完成的发明，是一种聚乳酸接枝纤维素纳米纤维，其包含具有与构成纤维素纳米纤维的纤维素键合的接枝链的接枝纤维素，所述接枝链为聚乳酸，在红外吸收光谱中源自所述聚乳酸的C＝O的吸光度相对于源自所述纤维素的O－H的吸光度之比为0.01以上且1000以下。

该聚乳酸接枝纤维素纳米纤维，包含与所述纤维素键合的接枝链为聚乳酸的接枝纤维素。在红外吸收光谱中，源自所述聚乳酸所具有的羰基的C＝O的吸光度与源自所述纤维素所具有的羟基的O－H的吸光度之比为0.01以上且1000以下，因此，除了聚乳酸的生物降解性和刚直性之外，还可以获得适合用作成型材料的性能。此外，聚乳酸接枝纤维素纳米纤维除了单独用作成型材料之外，还可以获得适合作为经表面修饰的有机添加材料的性能。在此，“纤维素纳米纤维”是指使纸浆纤维等生物质进行解纤而得到的微细纤维素纤维，通常是指包括纤维宽度为纳米尺寸(1nm～1000nm以下)的纤维素微细纤维的纤维素纤维。

为了解决上述问题而做出的另一发明是一种聚乳酸接枝纤维素纳米纤维的制造方法，其具有：在包含胺类和通过使该胺类和酸类发生反应而获得的盐的有机聚合催化剂的存在下将丙交酯接枝聚合到构成纤维素纳米纤维的纤维素上的工序。