Development of hybrid degradation system for smart plastic recycling

• Project/Area Number: 17K05949
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Green/Environmental chemistry
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: NAKATANI Hisayuki 長崎大学, 工学研究科, 教授 (70242568)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: リサイクル / ドーマント種 / ポリスチレン / ポリウレタン / 難燃剤 / 選択的分解 / ヒンダードアミン系光安定剤 / 劣化制御 / ドーマント結合 / 光触媒 / 劣化 / ドーマント / 廃棄物再資源化 / 高分子構造・物性

Outline of Final Research Achievements

The main purpose was development of plastic smart recycling system to supply selective decomposition and to get a controlled molecular weight. As result, we succeeded in (1) Conversion recycling of an aqueous polyurethane as a reactive oligomer. (2) Selective flame retardant decomposition and polymer recycling in a polystyrene material containing hexabromocyclododecane.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来のプラスチックリサイクル研究は、選択的な分解や分子量の制御に関してまったく考慮していなかった。そのため、アップグレードなリサイクル製品を生み出す力が弱い。有害な含有物を選択的に分解、狙った分子量を得るという本研究は、非常に新規性に富み、さらにはアップグレードなリサイクル製品を生み出す力を持っている。本研究の学術的な特色は、ドーマント種を分子の結合でなく解離という正反対のものへ応用した初めての例であり、非常に独創的な試みである。本成果により、リサイクルが高付加価値を与えるプロセスに変わり、産業廃棄物の処理への貢献が期待される。

Research Products

• [Journal Article] Selective decomposition of hexabromocyclododecane in polystyrene and recyclability improvement of its polymeric component (2019)
  • Author(s): Lee Juhyeon、Urakawa Yukito、Motokucho Suguru、Nakatani Hisayuki
  • Journal Title: Polymer Degradation and Stability Volume: 166 Pages: 40-49
  • DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2019.05.016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and activity characteristics of visible light responsive polymer photocatalyst system with a styrene block copolymer containing TiO2 gel (2018)
  • Author(s): Nakatani Hisayuki、Hamachi Ryousuke、Fukui Kenta、Motokucho Suguru
  • Journal Title: Journal of Colloid and Interface Science Volume: 532 Pages: 210-217
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2018.07.119
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A study on recyclable waterborne polyurethane process with a photo and thermal hybrid treatment system (2018)
  • Author(s): Nakatani Hisayuki、Nakamura Tomohiro、Motokucho Suguru
  • Journal Title: Reactive and Functional Polymers Volume: 127 Pages: 168-176
  • DOI: 10.1016/j.reactfunctpolym.2018.04.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective decomposition of hexabromocyclododecane in polystyrene with a photo and thermal hybrid treatment system (2017)
  • Author(s): Arita Saki、Yamaguchi Kanae、Motokucho Suguru、Nakatani Hisayuki
  • Journal Title: Polymer Degradation and Stability Volume: 143 Pages: 130-135
  • DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2017.07.003
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 新規光、熱触媒システムを用いたヘキサブロモシクロドデカン含有ポリスチレンのリサイクル化 (2019)
  • Author(s): 中谷久之、李朱鉉、浦川友記斗
  • Organizer: 第68回高分子学会年次大会
• [Presentation] ブロック共重合体を利用した光触媒によるプラスチックの知能化リサイクル法の開発 (2019)
  • Author(s): 喜屋武拓真、中谷久之
  • Organizer: 第8回高分子学会グリーンケミストリー研究会発表会
• [Presentation] マイクロプラスチックの生成機構 (2019)
  • Author(s): 中谷久之、浦川友紀斗、喜屋武 拓真
  • Organizer: 第68回高分子討論会
• [Presentation] ヒンダードアミン系光安定剤（HALS）を用いたポリスチレン（PS）内部ヘキサブロモシクロドデカン（HBCD）の選択的分解法のPSリサイクル評価および流動性依存 (2019)
  • Author(s): 李 朱鉉、浦川 友記斗、中谷 久之
  • Organizer: マテリアルライフ学会第23回春季研究発表会
• [Presentation] プラスチックの新リサイクル技術 (2018)
  • Author(s): 中谷 久之
  • Organizer: プラスチック成形加工学会 第165回講演会
  • Invited
• [Presentation] ナノTiO2粒子含有スチレン系ブロック共重合体の光触媒作用に関する研究 (2018)
  • Author(s): 濵地 亮輔、福井 健太、宮川 紫帆、本九町 卓、中谷 久之
  • Organizer: 第7回JCAI/GSCシンポジウム
• [Presentation] 新規光・熱触媒システムを用いたポリウレタンのリサイクル化 (2018)
  • Author(s): 中谷 久之、中村 知寛、本九町 卓
  • Organizer: 第67回高分子学会年次大会
• [Presentation] 劣化反応を利用した知能化リサイクル法の開発 (2018)
  • Author(s): 中谷久之
  • Organizer: 日本分析学会高分子分析研究懇談会第391回例会
  • Invited
• [Presentation] 新規光・熱触媒システムを用いたポリスチレン中のヘキサブロモシクロドデカンの選択的分解 (2017)
  • Author(s): 中谷久之、山口奏恵、本九町卓
  • Organizer: 第66回高分子年次大会
• [Presentation] 知能化リサイクル法によるポリスチレン中のヘキサブロモシクロドデカンの選択的分解 (2017)
  • Author(s): 中谷久之、山口奏恵、有田早希、本九町卓
  • Organizer: 2017年度マテリアルライフ学会年次大会
• [Presentation] 擬似酵素システムによる難燃剤含有ポリスチレンの光分解挙動 (2017)
  • Author(s): 山口奏恵、濱村綾一、本九町卓、中谷久之
  • Organizer: 第6回高分子学会グリーンケミストリー研究会シンポジウム
• [Presentation] 新規光・熱触媒システムを用いた難燃剤含有ポリスチレンのリサイクル (2017)
  • Author(s): 中谷久之、山口奏恵、有田早希、本九町卓
  • Organizer: 第66回高分子討論会
• [Presentation] 新規光・熱触媒システムを用いたHBCD難燃剤含有ポリスチレンのリサイクル (2017)
  • Author(s): 中谷久之、山口奏恵、有田早希、本九町卓
  • Organizer: プラスチック成形加工学会第25回秋季大会
• [Book] プラスチックの資源循環に向けたグリーンケミストリーの要素技術 (2019)
  • Author(s): 中谷久之、澤口孝志、吉岡敏明、熊谷将吾、齋藤優子、村内一夫、加茂徹、本多俊一、岩本正和、松方正彦、青山忠、上道芳夫、神田康晴、塩野毅、佐々木大輔、橋本保、池田凌麻、漆﨑美智遠、阪口壽一、他
  • Total Pages: 336
  • Publisher: シーエムシー出版
  • ISBN: 9784781314440
• [Remarks] 高分子材料学研究室
  • URL: http://www.cms.nagasaki-u.ac.jp/lab/kobunshi/
• [Remarks] Researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/read0111962/
• [Remarks] 長崎大学工学部化学・物質工学コース
  • URL: http://www.cms.nagasaki-u.ac.jp/
• [Remarks] PolymerLAB_NAGASAKI - 長崎大学工学部化学・物質工学コース
  • URL: http://www.cms.nagasaki-u.ac.jp/lab/kobunshi/