合成樹脂
形状記憶樹脂は形状記憶合金と同様に塑性変形された樹脂が所定温度以上に加熱されるともとの形状にもどるという特異な性質を備える樹脂で形状記憶合金に比べて軽量で廉価であり、変形時の形状の自由度が形状記憶合金よりも高いなどの特徴を備える。
いっぱんに合成樹脂は「腐らない」こと、すなわち微生物による生分解を受けないことを長所のひとつとするが、いくつかの合成高分子は生分解を受けることが知られている。細菌や真菌による合成樹脂の分解は種々の酵素によって行われる。
合成樹脂の生分解は1950年代 - 1960年代ごろから注目されており、n-パラフィン、分子量の比較的ちいさなポリオレフィン、ポリビニルアルコール、脂肪族ポリエステル、ポリエチレングリコール、ε-カプロラクタムなどの合成高分子類の微生物分解性が研究されてきた。一方、芳香族ポリエステルのひとつであるポリエチレンテレフタレート(PET)など、プラスチックとして有用で大量生産の対象となる合成高分子の生分解にかんしては、否定的な結果が得られる場合が多かった。近年は、従来生分解が困難であるとされてきた合成樹脂を分解する微生物の報告や、動物が合成樹脂を摂食し、代謝を行う事例の報告など、合成樹脂の生分解にかんするさまざまな新知見が蓄積されつつあり、プラスチック廃棄物問題の解決法を探るうえでもいっそうの注目が集まっている。ここでは主に Ru, Huo & Yang (2020) によるレビューにもとづき、近年の合成樹脂の生分解にかんする知見を概説するが、合成樹脂の化学構造や実験・分析手法の差異によって生分解性の正確な評価が困難であるものもいまだ多い。
特殊な目的に使用され、エンプラよりもさらに高い熱変形温度と長期使用出来る特性を持つ。略してスーパーエンプラとも呼ばれる。
ポリフェニレンスルファイド (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
別途、熱可塑性樹脂を硬度で分類すると、上記の硬度高めの「プラスチック」と硬度低めの(柔らかく、弾力がある)「熱可塑性エラストマー」がある。
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。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、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。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。
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。
“Biodegradation of Polystyrene by Tenebrio molitor, Galleria mellonella, and Zophobas atratus Larvae and Comparison of Their Degradation Effects”. Polymers 13 (20): 3539. doi:10.3390/polym13203539. https://www.mdpi.com/2073-4360/13/20/3539/htm.
Kawai, Fusako; Kawabata, Takeshi; Oda, Masayuki (2019). “Current knowledge on enzymatic PET degradation and its possible application to waste stream management and other fields”. Applied Microbiology and Biotechnology 103: 4253-4268. doi:10.1007/s00253-019-09717-y. https://link.springer.com/article/10.1007/s00253-019-09717-y.
Peng, Bo-Yu; Li, Yiran; Fan, Rui; Chen, Zhibin; Chen, Jiabin; Brandon, Anja M.; Criddle, Craig S.; Zhang, Yalei et al.