では、バイオベースの化学繊維の特徴は何でしょうか?
まず、原料は植物や動物の副産物であり、再生可能であり、持続可能な開発を達成することができます。
第二に、バイオベースの化学繊維は、従来の石油系繊維と比較して、バイオベースの化学繊維に含まれる炭素原子の全部または一部がバイオマスの一部であるという、低い二酸化炭素排出量を有する。バイオマスの場合、植物は地球の大気からCO₂を吸収し、光合成を通して炭素を含む新しい天然分子を合成します。環境の生分解やCO₂への燃焼を通じて、ライフサイクル全体で追加の二酸化炭素排出量を発生させることはありません。そのため、バイオ系化学繊維は、炭素排出削減や炭素排出量の増加の全般的な特性を有する。
第三に、バイオベースの化学繊維のほとんどは、優れた生分解性と生体適合性を提示することができます:特定の化学構造によると、いくつかの生物ベースの化学繊維は、堆肥、自然環境および生物で分解することができ、生物医学分野で使用することができる良好な生体適合性を有する。
生合成繊維と生分解性繊維との関係は?
近年、自然環境下での従来のプラスチックや繊維製品の劣化が困難な地球環境汚染や、マイクロプラスチックの深刻な汚染問題など、生分解性プラスチックや繊維製品の開発が特に重要になってきています。特に、様々な国で「プラスチックの禁止」が段階的に実施され、マイクロプラスチック汚染を引き起こす可能性のある一部の製品の使用が禁止されます。しかしながら、生分解性化学繊維は、主に再生可能な植物バイオマスまたは動物性バイオマス成分を含むその原料をいい、一方で生分解性繊維は、生物学的塩基または石油基剤に由来することができる。
従って、生合成繊維≠生分解性繊維
●石油ベース、非生分解性繊維(象限II):
ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、スパンデックスなどの伝統的な石油系化学繊維はすべてこの象限にあります。これらの繊維は、融点が高く、結晶性が高く、規則的な分子構造、機械的特性に優れ、加水分解性や耐薬品性が良好で、自然環境下での劣化が非常に遅い。例えば、自然環境では、ポリオレフィンは日光に曝されると熱酸素によって分解される可能性がありますが、分解速度は非常に低くなります。低密度ポリゼネ(LDPE)は、2.5年間でわずか0.35%の割合でCO₂に分解するため、非生分解性と考えられています。
● バイオベースの生分解性繊維(象限I):
バイオベースの一次繊維(天然繊維)とバイオベースの再生化学繊維は、天然バイオマスの多糖またはタンパク質構造を保持するため、天然バイオマスと同様の完全な生分解性を有します。しかし、ポリ乳酸(PLA)やポリカプロラクトン(PCL)などの生体系合成繊維は、堆肥中の二酸化炭素や水などの低分子への質量損失、機械的分解、および無機化、中性酵素分解液などによる生分解性が良好です。ライフサイクル解析の観点から、この種の繊維は環境的かつ生態学的に優しい繊維材料です。
●生物ベースだが生分解性でない繊維(象限IV):
高分子材料の生分解は複雑なプロセスであり、材料自体の化学構造や特性と密接に関連しています。化学繊維材料には生物学的性質があるものもあるが、結晶性が高く、熱特性に優れているため、劣化しにくいものもある。例えば：
(1) 生体PTT(ポリ(プロピレングリコールテレフタレート)繊維:
生物学的PTTポリエステルに使用されるジアルコールモノマーは、生物学的1、3−プロパンジオール(PDO)である。PDOは、生物学的方法を用いて穀物から製造することができる。更に直接エステル化法(p-ベンゼンカルボン酸およびPDO直接反応)又はエステル交換法(テレフタル酸=メチルエステル及びPDOエステル交換反応)の使用を調製した。PTT繊維は他のポリエステル繊維より壊れ時に、より優れた弾力性、低い引張弾性および高い伸びを有する。それは良い染色特性を有する。ショルダーフォールドとソフトタッチ。近年、中国で国際的な地位をリードする新型のバイオベース繊維です。しかし、バイオベースPTTポリエステルはポリエステルに似ており、生分解性を有していない。その生態学的な利点は、製品の二酸化炭素排出量を効果的に削減できることですが、廃棄物後の自然環境を通じて製品を劣化させることは困難です。
(2)PEF(ポリエチレンフランジアボキシレート)繊維:
バイオベースのPTTポリエステルと同様に、PEFポリエステルは、バイオベースのジカルボン酸モノマー、すなわちバイオベースのフラン2、5−ジカルボン酸およびエチレングリコールから調製される。フランジフォルミン酸は、生物学的発酵法または化学的方法により、デンプンやセルロースなどの天然バイオマスから製造することができる。PEF繊維は、融点およびガラス転移温度におけるPET繊維に類似している。PEFは生分解性があるが、その生分解率は比較的遅い。現在の生分解性堆肥化基準によれば、PEF繊維は生分解性ではない。ナイロン56やバイオベースPDT繊維などの他のバイオベースの繊維材料もこのカテゴリーに分類されます。
石油系生分解性ポリマー材料および繊維(象限II):
前述のように、ポリマー材料の生分解は比較的複雑なプロセスであり、材料自体の化学構造や特性と密接に関連しています。化学繊維材料の中には石油由来のものもあるが、フレキシブルな分子鎖構造、エステル結合の加水分解、微生物や酵素分解などにより、良好な生分解性能を示している。例えば：
PGA(ポリアセテートアルコール)の調製は重要な化合物−ジメチルシュウ酸塩(DMO)は、原料として石炭から、水素化、加水分解、重合を経て調製される。PGAは石炭から作られていますが、生分解性が良好で、1〜3ヶ月以内に完全に分解することができます。分解産物は水と二酸化炭素であり、完全に無毒で無害です。PGAは、高い生分解性と生体適合性を有する吸収性の外科的縫合糸にしばしば使用される。PGLA(ポリ(エチレンラクチド))は、9エチルラクチド(PGA)と1ラクチド(PLA)を一定の割合で共重合することにより調製される。ラクチドが生物学的方法で調製される場合、PGLAはバイオベースおよび生分解性繊維と呼ばれることができる。PGLAは高い引張強度、良好な生体適合性および生分解性を有し、また吸収性外科縫合糸で一般的に使用される。
源：https://mp.weixin.qq.com/s/hY3G8X05Daktu6K5j8sJ6w
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