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リサイクルを目的としたFRPの化学的分解と再生プロセスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12450308
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 化学工学一般
研究機関東京工業大学

研究代表者

津田 健  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (90016585)

研究分担者 仙北谷 英貴  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (70313343)
久保内 昌敏  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (00186446)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
14,500千円 (直接経費: 14,500千円)
2002年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2001年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2000年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
キーワードリサイクル / プラスチック / エポキシ樹脂 / 硝酸 / アミン / ビスフェノール / ケミカルリサイクル / 収率
研究概要

エポキシ樹脂の主剤および硬化剤の種類を変えて,樹脂硬化物の硝酸水溶液に対する分解性を調べ,樹脂主剤および硬化剤の化学構造と分解生成物との関連性について明らかにした.樹脂のケミカルリサイクルを目的とした場合,メンタンジアミン(MDA)を硬化剤として用いたビスフェノールF型エポキシ樹脂が最適であった.このエポキシ樹脂を4mol/lの硝酸水溶液(80℃)で約150時間分解し,酢酸エチルで抽出した分解生成物を未使用エポキシ樹脂に対して25wt%添加して無水フタル酸で硬化させたところ,抽出物の添加によって曲げ強度が約1.5倍,引張強度が約4倍に向上した.また,示差走査熱量分析(DSC)により,抽出物を添加した場合にも化学構造の均一性が得られていることが示され,さらに,とガラス転移温度が約18℃増加して耐熱性が向上していることが明らかになった.分析の結果,抽出物中に含まれるアミンによって硬化反応が促進され,架橋密度が高くなっている可能性が示唆された.
マトリックスにテトラグリシジルジアミノジフェニルメタン(TGDDM)硬化ビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いたガラス繊維強化プラスチックについて,前述と同様の方法で分解を行ったところ,樹脂単体が分解する場合とほぼ同じ時間でマトリックス樹脂が分解し,ガラス繊維のみを分離・回収することに成功した.また,FRPを分解して得られた抽出物を用いて,前述の方法と同様に未使用樹脂に添加して無水フタル酸で硬化させたところ,抽出物の含有率が15wt%の範囲では良好なリサイクル品が得られ,曲げ強度も向上した.さらに,3種類のガラス繊維を硝酸水溶液に浸せきしたところ,汎用のE-ガラス繊維は顕著な溶解や強度低下が起こったのに対し,化学用のC-ガラスおよび機械用のT-ガラスについては劣化の程度が小さく,繊維を回収して再利用できる可能性が高いことが明らかになった.

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (16件)

  • [文献書誌] 仙北谷英貴, 山本秀朗, 党偉栄, 久保内昌敏, 津田 健: "エポキシ樹脂のリサイクル性に及ぼす樹脂および硬化剤の化学構造の影響"ネットワークポリマー. 23,[4]. 178-187 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Weirong DANG, Masatoshi KUBOUCHI, Syurou YAMAMOTO, Hideki SEMBOKUYA, Ken TSUDA: "An Approach to Chemical Recycling of Epoxy Resin Cured with Amine Using Nitric Acid"Polymer. 43. 2953-2958 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Weirong DAMG, Masatoshi KUBOUCHI, Takuya MARUYAMA, Hideki SEMBOKUYA, Ken TSUDA: "Decomposition of GFRP in Nitric Acid and Hydrogen Peroxide Solution for Chemical Recycling"Progress in Rubber, Plastics and Recycling Technology. 18,[1]. 49-68 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masatoshi KUBOUCHI, Weirong DANG, Hideki SEMBOKUYA: "Studies on recycling of bisphenol epoxy resin cured with amine"Fiber Composites (China). 19,[1]. 58-61 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideki SEMBOKUYA, Syurou YAMAMOTO, Weirong DANG, Masatoshi KUBOUCHI and Ken TSUDA: "The Effect of Chemical Structures of Resin and Hardener on Recyclability of Epoxy Resin (Japanese)"Network Polyer. 23, [4]. 178-187 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Weirong DANG, Masatoshi KUBOUCHI, Syurou YAMAMOTO, Hideki SEMBOKUYA and Ken TSUDA: "An Approach to Chemical Recycling of Epoxy Resin Cured with Amine Using Nitric Acid"Polymer. 43. 2953-2958 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Weirong DANG, Masatoshi KUBOUCHI, Takuya MARUYAMA, Hideki SEMBOKUYA and Ken TSUDA: "Decomposition of GFRP in Nitric Acid and Hydrogen Peroxide Solution for Chemical Recycling"Progress in Rubber, Plastics and Recycling Technology. 18, [1]. 49-68 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masatoshi KUBOUCHI, Wirong DANG, Hideki SEMBOKUYA: "Studies on recycling of bisphenol epoxy resin cured with amine(China)"Fiver Composites. 19, [1]. 58-61 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Weirong DANG, Masatoshi KUBOUCHI, Takuya MARUYAMA, Hideki SEMBOKUYA, Ken TSUDA: "Decomposition of GFRP in Nitric Acid and Hydrogen Peroxide Solution for Chemical Recycling"Progress in Rubber Plastics and Recycling Technology. 18,[1]. 49-68 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Weirong DANG, Masatoshi KUBOUCHI, Syurou YAMAMOTO, Hideki SEMBOKUYA, Ken TSUDA: "An Approach to Chemical Recycling of Epoxy Resin Cured with Amine Using Nitric Acid"Polymer. 43. 2953-2958 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 仙北谷英貴, 山本秀朗, 党偉栄, 久保内昌敏, 津田 健: "エポキシ樹脂のリサイクル性に及ぼす樹脂および硬化剤の化学構造の影響"ネットワークポリマー. 23,[4]. 10-19 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 海和晋史, 仙北谷英貴, 久保内昌敏, 山本秀朗, 党 偉栄, 津田 健: "エポキシ樹脂のリサイクル性に及ぼす樹脂及び硬化剤の化学構造の影響"第52回ネットワークポリマー講演討論会講演要旨集. 68-71 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Dang Weirong, Kosuke YAMAKI, Hideki SEMBOKUYA, Masatoshi KUBOUCHI, Ken TSUDA: "Decomposition Mechanism of Epoxy Resin in Nitric Acid for Recycling"Proceedings of EcoDesign 2001 2nd International Symposium on Environmentally Conscious Design and Inverse Manufacturing, (Tokyo, Japan, 2001 DEC 11-15.). 980-985 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Dang Weirong, Masatoshi Kubouchi, Hideki Sembokuya, Ken Tsuda, Kazuyoshi Arai: "Decomposition of Amine Cured Epoxy Resin in Nitric Acid for Recycling"Proceedings of 13th International Conference on Composite Materials, (Beijing China, 2001. JUN, 25-29). (CD-ROM). ID1340 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 八牧孝介, 党偉栄, 久保内昌敏, 仙北谷英貴, 津田 健: "エポキシ樹脂の分解物を用いたケミカルリサイクル品の成形方法の検討とその評価"第8回材料科学若手研究者討論会, (横浜国立大学, 2001.7.31). 4-9 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Dang Weirong,Masatoshi Kubouchi,Hideki Sembokuya,Ken Tsuda and Kazuyoshi Arai: "Decomposition of Amine Cured Epoxy Resin in Nitric Acid for Recycling"Proceedings of 13th International Conference on Composite Materials, (Beijing Chaina, 2001. JUN, 25-29). (発表予定).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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