2016 Fiscal Year Annual Research Report
熱水反応に基づく産業用熱可塑性フッ素ポリマーの非焼却分解・再資源化反応システム
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15H02841
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
堀 久男 神奈川大学, 理学部, 教授 (50357951)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永長 久寛 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (90356593)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | フッ素 / 分解 / 亜臨界水 / ポリマー / 過酸化水素 / 再資源化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は不燃性で耐薬品性に優れた材料としての導入が進む一方で、廃棄物の分解処理方法が確立されていない熱可塑性フッ素ポリマーについて、種々の酸化剤や還元剤を用いた熱水還元反応によりフッ化物イオンまでの完全分解・無機化を達成し、さらには得られたフッ化物イオンにカルシウム源を作用させてフッ化カルシウム（人工蛍石）を得ることで再資源化する反応技術の開発を目的としている。27年度にポリフッ化ビニリデン（PVDF、-(CH2CF2)n-）について、過酸化水素を添加した反応系を検討し、300℃という比較的低温の熱水反応でフッ化物イオンと二酸化炭素まで効果的に分解できることを見出した。28年度はこの方法をフッ化ビニリデン(VDF)とchlorotrifluoroethylene(CTFE)の共重合体Poly(VDF-co-CTFE)、さらにはVDFとhexafluoropropylene(HFP)との共重合体Poly(VDF-co-HFP)へも適用した。その結果、Poly(VDF-co-CTFE)の場合は3.0 MのH2O2水を用いて300 ℃ で6時間反応させることでフッ化物イオン、二酸化炭素、および塩化物イオンの収率がそれぞれ98 %、95%、97%に達し、事実上完全に無機化した。Poly(VDF-co-HFP)の場合も2.0 MのH2O2水を用いて反応させることでフッ化物イオンおよび二酸化炭素の収率としてそれぞれ96%、92%が得られた。これらについては反応系に予め水酸化カルシウムを加えることで人工蛍石を得ることができた。さらにゴム状の三元共重合体であるPoly(VDF-co-HFP-co-TFE) (TFE = tetrafluoroethylene)についても検討を開始した。また、フッ素系イオン液体の熱水分解や表面処理剤の電解硫酸を用いた分解反応も検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
熱可塑性フッ素ポリマーの代表的な存在であるPoly(VDF-co-CTFE)やPoly(VDF-co-HFP)について、過酸化水素を添加して300℃という比較的低温の亜臨界水中で反応させることによりフッ化物イオンと二酸化炭素までほぼ完全に分解・無機化することができた。さらに反応系にあらかじめ水酸化カルシウムを添加して人工蛍石を得ることにも成功したので順調に進捗していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
より難分解性の三元共重合体であるPoly(VDF-co-HFP-co-TFE)の反応を重点的に行う。さらに過酸化水素以外の酸化剤を用いた分解反応を実施する。
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