合成 樹脂
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b2/Plastic_household_items.jpg/220px-Plastic_household_items.jpg)
概説 [編集 ]
また、
名称 [編集 ]
よって、
合成 樹脂 の化学 [編集 ]
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高分子 [編集 ]
共 重合 とポリマーアロイ[編集 ]
歴史 [編集 ]
![]() |
1835
1970
1970
性質 上 の分類 [編集 ]
熱 硬化 性 樹脂 [編集 ]
縮 合 重合 形 [編集 ]
など
付加 重合 形 [編集 ]
- エポキシ
樹脂 (EP) 不 飽和 ポリエステル樹脂 (UP)- ポリウレタン(PUR)
など
熱 可塑 性 樹脂 [編集 ]
結晶 性 樹脂 [編集 ]
非 結晶 性 樹脂 [編集 ]
応用 上 の分類 (熱 可塑 性 樹脂 )[編集 ]
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汎用 プラスチック[編集 ]
- ポリエチレン (PE)
- ポリプロピレン (PP)
- ポリスチレン (PS)
- ポリ
酢酸 ビニル (PVAc) - ポリウレタン(PUR)
- ポリ
乳酸 - テフロン - (ポリテトラフルオロエチレン、PTFE)
- ABS
樹脂 (アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂 ) - AS
樹脂 - アクリル
樹脂 (PMMA) - ポリ
塩化 ビニル (PVC)
など
エンジニアリング・プラスチック[編集 ]
- ポリアミド (PA)
- ポリアセタール (POM)
- ポリカーボネート (PC)
変性 ポリフェニレンエーテル(m-PPE、変性 PPE、PPO)- ポリエステル (PEs)の
内 - ポリエチレンテレフタレート (PET)
- グラスファイバー
強化 ポリエチレンテレフタレート (GF-PET) - ポリブチレンテレフタレート (PBT)
環状 ポリオレフィン (COP)
など
スーパーエンジニアリングプラスチック[編集 ]
- ポリフェニレンスルフィド (PPS)
- ポリテトラフロロエチレン(PTFE)
一般 的 にテフロンと呼 ばれる。 - ポリサルフォン (PSF)
- ポリエーテルサルフォン (PES)(Polyethersulfone)
非 晶 ポリアリレート (PAR)液晶 ポリマー (LCP)- ポリエーテルエーテルケトン (PEEK)
熱 可塑 性 ポリイミド (PI)- ポリアミドイミド (PAI)(Polyamide-imide)
など
合成 樹脂 の用途 [編集 ]
プラスチックが
合成 樹脂 の性能 [編集 ]
機械 的 性質 [編集 ]
物理 化学 的 性質 [編集 ]
吸水 率 水分 含有 率 耐 薬品 性
電気 的 性質 [編集 ]
光学 的 性質 [編集 ]
耐 熱性 [編集 ]
合成 樹脂 の劣化 [編集 ]
プラスチック
外的 要因 [編集 ]
ポリエステル | 325 |
ポリスチレン | 318 |
ポリプロピレン | 300 |
ポリ |
310 |
310 | |
ホルムアルデヒド |
322~364 |
300~320 | |
ポリカーボネート | 310 |
ポリメチルメタクリレート | 295 |
生 分解 [編集 ]
いっぱんに
- ポリエチレン
- ポリエチレン(PE)の
生 分解 は1970年代 ごろから研究 対象 として注目 されていたが、微生物 による生 分解 を受 けるのは主 として低 分子 量 成分 であり、分子 量 が 2000 を超 える[20]高分子 量 PEが環境 中 で生 分解 を受 けることは困難 であるとされてきた[19][20][23]。高 い分子 量 が生 分解 を阻害 する主 要因 となるため、PEの生 分解 を行 うには熱 や紫外線 、酸化 剤 などを用 いた機械 的 ・化学 的 な前 処理 が必要 であると考 えられていたが、近年 は、前 処理 が行 われていない長 鎖 PEを分解 することができる可能 性 のある細菌 や真 菌 が環境 中 から多数 見出 されており[20]、たとえば、日本 からは低 密度 ポリエチレン(LDPE)を分解 する Bacillus属 の細菌 が報告 されている[23]。腐植 栄養 湖 (英語 : humic lake)において、生 分解 されたPE由来 の炭素 が植物 プランクトンの必須 脂肪酸 の合成 に用 いられていることを示 した Taipale et al. (2019) のように、環境 中 でのふるまいの観点 からPEの生 分解 プロセスを調査 した研究 もある[24]。 - また、
複数 種 の昆虫 の幼虫 がLDPEを摂食 し、腸 内 細菌 を介 して代謝 を行 うことができることが報告 されており、注目 すべき生 分解 の事例 と見 なされている[20]。LDPEを摂食 することが報告 されているのは鱗翅 目 に属 するコハチノスツヅリガ Achroia grisella、ハチノスツヅリガ Galleria mellonella、ノシメマダラメイガ Plodia interpunctella や[20][21]、鞘 翅目ゴミムシダマシ科 の Zophobas atratus(スーパーワーム)で[25]、このうちハチノスツヅリガの幼虫 を用 いた実験 では、幼虫 がLDPEを摂食 してグリコールを主成分 とする液状 の糞 を排泄 すること、幼虫 の腸 内 細菌 叢 から分離 培養 された Acinetobacter属 の細菌 が、PEを唯一 の栄養 源 として一 年 以上 の生存 が可能 であることが確認 されている。また、幼虫 を介 した in vivo での生 分解 と分離 培養 された細菌 による in vitro での生 分解 プロセスとを比較 すると、前者 と比 べて後者 のPE分解 速度 が低 いことから、幼虫 と細菌 とが相互 に関係 することでLDPEの生 分解 が促進 される可能 性 が示 されている[21]。2022年 10月 4日 のネイチャー・コミュニケーションズでは、ハチノスツヅリガの幼虫 の唾液 に含 まれる酵素 はポリエチレンを分解 することができるとの発表 がされている[26][27]。 - PE
分解 酵素 としては、Phanerochaete chrysosporium由来 のマンガンペルオキシダーゼ、大豆 由来 のペルオキシダーゼ、Rhodococcus ruber C208株 が細胞 外 に分泌 するラッカーゼなどが知 られている[20]。
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/75/Wax_worm%2C_U%2C_Maryland%2C_side_2015-07-13-13.01.17_ZS_PMax.jpg/240px-Wax_worm%2C_U%2C_Maryland%2C_side_2015-07-13-13.01.17_ZS_PMax.jpg)
- ポリスチレン
- Xanthomonas
属 や Pseudomonas属 などに属 する細菌 がポリスチレン(PS)の生 分解 を行 うことが知 られているが[28]、いっぱんに、細菌 や真 菌 によるPSの分解 速度 は非常 に低 いとされる[20]。一方 、幼虫 期 にPSを摂食 することのできる昆虫 が複数 種 知 られており、PSの生 分解 研究 において注目 されている。PSを摂食 することが報告 されているのはチャイロコメノゴミムシダマシ Tenebrio molitor(ミールワーム)、コメノゴミムシダマシ Te. obscurus(ダークミールワーム)、Z. atratus(スーパーワーム)[20][25]、コクヌストモドキ Tribolium castaneum(以上 、鞘 翅目ゴミムシダマシ科 )[29]および、鱗翅 目 のハチノスツヅリガで[30]、このうちミールワーム、スーパーワーム、ハチノスツヅリガ幼虫 を用 いた実験 では、三種 ともPSフォームを唯一 の餌 として30日間 の飼育 が可能 であり、腸 内 細菌 を介 した生 分解 の証拠 も得 られたものの、通常 の餌 で飼育 した対照 群 と比較 して生存 率 や体重 が有意 に低下 しており、PSでは幼虫 の発育 に必要 なエネルギーを満 たせない可能 性 が指摘 されている[30]。また、幼虫 の腸 内 細菌 叢 からPSの生 分解 に関与 する可能 性 のある微生物 が多数 分離 されている[20][30]。 - PSの
生 分解 にかかわる酵素 としては、Azotobacter beijerinckii HM121株 が分泌 するヒドロキノンペルオキシダーゼが知 られている[20]。 - ポリプロピレン
- ポリプロピレン(PP)の
生 分解 を行 う可能 性 のある細菌 や真 菌 が複数 環境 中 から見 いだされているが、それらは可塑 剤 や低 分子 量 成分 の分解 にのみ寄与 し、高分子 量 の長 鎖 PPの解 重合 は行 われていない可能 性 もあり、評価 が難 しいとされている。分解 酵素 も知 られていないが、PEと同様 に機械 的 化学 的 前 処理 によって生 分解 が促進 される可能 性 が指摘 される[20]。 - ポリ
塩化 ビニル - ポリ
塩化 ビニル(PVC)は利用 の際 に可塑 剤 が添加 されることが多 い合成 樹脂 である。可塑 剤 は炭素 源 として多 くの細菌 や真 菌 によって利用 される(生 分解 される)ことが知 られており、可塑 化 されたPVCを用 いる製品 、たとえば浴槽 の蓋 や農業 用 シートはさまざまな微生物 によって損傷 を受 け得 る。しかしながら、可塑 剤 とPVCの両方 を分解 できる微生物 や酵素 は知 られておらず、生 分解 後 の残留 物 の問題 は大 きい[20]。 - ポリウレタン
- ポリウレタン(PUR)は、
合成 に用 いるポリオールの種類 によってポリエステルPURとポリエーテルPURの二 種 に分 けられる。ポリエステルPURの生 分解 にかんする研究 はひろく行 われており、Pseudomonas putida(シュードモナス・プチダ)など多数 の細菌 ・真 菌 によって生 分解 を受 けることが報告 されている。一方 で後者 のポリエーテルPURにかんしては、生 分解 を行 う可能 性 のある細菌 や真 菌 がいくつか報告 されているものの、前者 と比較 して微生物 による生 分解 を受 けにくいと考 えられている。分解 酵素 についても同様 で、ポリエステルPURにかんしては、エステル結合 を加水 分解 するさまざまなリパーゼやエステラーゼが種々 の微生物 から見 い出 されているが[20]、ポリエーテルPURを分解 する酵素 は知 られていない[20][31]。 - ポリエチレンテレフタレート
- ポリエチレンテレフタレート(PET)の
生 分解 性 は結晶 化 度 (英語 : crystallinity)の程度 によって異 なり、大 まかに結晶 化 度 の低 いもの(low-crystallinity PET: lcPET)と結晶 化 度 の高 いもの(high-crystallinity PET: hcPET)に分 けたとき、生 分解 を受 けることが知 られているのはもっぱら前者 のlcPETであり、後者 のhcPETはほとんど生 分解 を受 けない[20][32]。熱 成型 されるPETボトルなどのPET製品 は結晶 化 度 が高 く、したがって、PET製品 の多 くはそのままでは生 分解 に適 さないとされる[32]。lcPETの生 分解 にかんしては、Yoshida et al. (2016) によって記載 された Ideonella sakaiensis(イデオネラ・サカイエンシス)と、本 種 から分離 同定 されたPET分解 酵素 PETace がよく知 られているが、PETaceは熱 不安定 性 であり分解 速度 も非常 に遅 いことから、PET加水 分解 酵素 としての要件 を満 たさないという指摘 がなされている。一方 、Thermobifida fusca などから得 られたクチナーゼ類 からは、熱 安定 性 かつ高 いPET分解 性 を示 すものが知 られており、PET加水 分解 酵素 として有望 視 されている[20][32]。
複 合 材料 [編集 ]
機能 性 樹脂 [編集 ]
形状 記憶 樹脂 [編集 ]
光 硬化 性 樹脂 [編集 ]
生産 [編集 ]
2012
2018
処理 [編集 ]
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7f/Cumulative_plastic_exports_by_top_ten_exporters_%281988-2016%29%2C_OWID.svg/220px-Cumulative_plastic_exports_by_top_ten_exporters_%281988-2016%29%2C_OWID.svg.png)
プラスチックは
2019
日本 [編集 ]
2016
環境 への影響 [編集 ]
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b5/Global_production_and_fate_of_plastics.png/220px-Global_production_and_fate_of_plastics.png)
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9d/Albatross_chick_plastic.jpg/275px-Albatross_chick_plastic.jpg)
また、2014
2019
2019
日本 [編集 ]
2018
2019
2022
脱 プラスチックへの議論 ・懐疑 [編集 ]
BBCニュースとしてミシガン
プラスチックの
バイオプラスチックが及 ぼす食料 需給 への懸念 [編集 ]
バイオプラスチックの
関連 団体 [編集 ]
脚注 [編集 ]
注釈 [編集 ]
出典 [編集 ]
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