東京農工大学大学院工学研究院応用化学部門の兼橋真二特任助教と大学院生物システム応用科学府の荻野賢司教授、明治大学の宮腰哲雄名誉教授は、カシューナッツの殻より得られる天然植物油(カシューオイル)から、環境や人体に有害なホルムアルデヒドなどの化合物を使用せずに、室温で成形可能なグリーンプラスチックを開発した。

非食用植物バイオマスから機能性グリーンプラスチックを開発

この材料はフィルムや樹脂への成形性に優れ、耐熱性、酸・アルカリ・有機溶媒に対する耐薬品性、さらには大腸菌や黄色ブドウ球菌に対する抗菌特性も有しており、フィルムや樹脂としてパッケージングやコーティング材料をはじめ、自動車部材から電子材料部材まで幅広い材料分野への応用展開に期待できるという。

本研究成果は、2017年5月30日に、高分子学会広報委員会パブリシティ賞を受賞し、幕張メッセで開催された第66回 高分子学会年次大会(5月29日-31日付)内で発表された。

昨今の環境問題である地球温暖化や化石燃料の枯渇の懸念から、地球環境に低負荷な持続可能社会の構築が求められている。特に、有限な化石資源に依存しない、カーボンニュートラルな非可食バイオマス(再生可能資源)の有効利用が大きく期待されている。

本研究では、この非可食ポリフェノールであるカシューオイルに着目し、エポキシ化、熱による自動酸化重合を用いたプレポリマー化、アミン化合物との華僑反応あるいは紫外線照射により、室温で成形可能なグリーンプラスチック(バイオベースポリマー)を開発した。このポリマーは、300℃付近まで熱的に安定であり、酸・アルカリ・有機溶媒に対する科学的耐久性に優れるものだった。さらに天然ポリフェノールを反映した黄色ブドウ球菌や大腸菌に対する抗菌特性を有することも明らかになった。

今回開発したグリーンプラスチックは、環境や人体に有害なホルムアルデヒドや揮発性有機化合物(VOC、重金属、強酸等の化合物を使用せずに、室温化で容易にフィルムや樹脂への成型加工ができることから、パッケージング材料やコーティング材料をはじめ、自動車部材から電子材料部材まで幅広い材料分野への応用展開が可能であり、非可食ポリフェノールの有効利用方法として大いに期待できるという。

カーボンニュートラルとは、植物の燃焼・分解で発生するカーボン量と植物の成長過程で消費されるカーボン量が等しくなることを指す、持続可能社会の実現において重要な概念。

カシューオイルとは、カシューナッツの殻に含まれる天然の植物油(カシューナットシェルリキッド:CNSL)のこと。カルダノールを主成分とし、カルドールや2-メチルカルドールを含むフェノール性化合物の混合物である。工業的にはフェノール樹脂や塗料、自動車用部材の原料として利用されている。