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有機臭素系難燃剤の燃焼反応機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17686076
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 リサイクル工学
研究機関東北大学

研究代表者

柴田 悦郎  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (70312650)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
30,810千円 (直接経費: 23,700千円、間接経費: 7,110千円)
2007年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2006年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2005年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
キーワード臭素系難燃剤 / テトラブロモビスフェノールA / 融解物性 / 熱力学データ / 熱分解 / 臭素化反応 / 重金属 / 酸化アンチモン
研究概要

臭素系難燃剤(TBBPA)の熱分解挙動を熱重量分析装置の排ガス系に質量分析装置(MS)を接続した装置(TG-MS)ならびに示差走査熱量計(DSC)を用いて解析した。その結果、TBBPAは180℃で融解し、260℃で熱分解によるHBrが生成することがわかった。また、実際の臭素系難燃プラスチックには、難燃助剤として酸化アンチモン(Sb_2O_3)が含有されているため、TBBPAとSb_2O_3の混合試料の熱分解ならびにSb_2O_3の臭素化反応を調査した。その他、廃棄物中に含有される重金属酸化物を想定して、TBBPAの熱分解による重金属酸化物・(ZnO,PbO,Cu_2O,Fe_2O_3)の臭素化反応も調査した。続いて、難燃プラスチックの燃焼時に臭素化アンチモン(SbBr_3)が生成することから、そのSbBr_3による重金属酸化物(ZnO,PbO,Cu_2O,Fe_2O_3)の臭素化反応も調査した。特に、ZnOの臭素化反応に関しては、詳細に調査した。各純物質(TBBPA,ZnO,ZnBr_2,Sb_2O_3,SbBr_3)の熱重量測定結果と比較することにより、TBBPAとの反応では、TBBPAは200℃付近から揮発し始め、300℃付近でZnOの臭素化が始まる。生成したZnBr_2は400℃付近で揮発することがわかった。また、TBBPA単独の熱分解では、200℃付近の揮発の際に分解はほとんど見られないが、ZnO等の臭素化される金属酸化物と共存する際はブロモフェノールなどの分解生成物の生成促進が確認された。また、管状の小型炉を用いて、同様のTBBPAの熱分解ならびに熱分解に伴うZnOの臭素化反応実験を行い、熱分解実験後の残渣、揮発回収物、有機・無機ガス生成物を、XRD、EPMA、イオンクロマトグラフ、ICPで分析することにより、さらに詳細に調査を行った。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Gas phase thermodynamic properties of PBDEs, PBBs, PBPs, HBCD and TBBPA predicted using DFT method2007

    • 著者名/発表者名
      M. Grabda
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure: THEOCHEM 822

      ページ: 38-44

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic Consideration on Thermal Recycling of Waste Plastics Bearing Brominated Flame Retardant2007

    • 著者名/発表者名
      E. Shibata
    • 雑誌名

      Proc. The 9th International Symposium on East Asian Resources Recycling Technology (EARTH 2007)

      ページ: 492-495

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 無機化合物の臭素化反応に関する熱力学的検討2006

    • 著者名/発表者名
      柴田悦郎
    • 雑誌名

      廃棄物学会論文誌 17巻 6号

      ページ: 361-371

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] THEORETICAL CALCULATIONS OF THERMODYNAMIC PROPERTIES OF BROMINATED FLAME RETARDANTS2006

    • 著者名/発表者名
      Mariusz Grabda
    • 雑誌名

      Organohalogen Compounds 68巻

      ページ: 1983-1986

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Bromination of metallic oxide by SbBr_3 and thermal degradation of TBBPA2008

    • 著者名/発表者名
      M. Grabda
    • 学会等名
      資源・素材学会春季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical and experimental investigations on bromination reactions of heavy metal oxides2007

    • 著者名/発表者名
      S. Oleszek-Kudlak
    • 学会等名
      The 5th Japan/Korea International Symposium on Resources Recycling and Materials Science
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2007-12-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fundamental study on bromination reaction of heavy metal oxides by SbBr_3 and TBBPA2007

    • 著者名/発表者名
      M. Grabda
    • 学会等名
      第7回多元物質科学研究所研究発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-12-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Bromination Reactions of Heavy Metal Oxides by SbBr_3 and TBBPA2007

    • 著者名/発表者名
      M. Grabda
    • 学会等名
      第18回廃棄物学会研究発表会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2007-11-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Thermodynamic Consideration on Thermal Recycling of Waste Plastics Bearing Brominated Flame Retardant2007

    • 著者名/発表者名
      E. Shibata
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on East Asian Resources Recycling Technology (EARTH 2007)
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-10-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fundamental study on bromination reaction of metal oxide using DSC and TG/DTA2007

    • 著者名/発表者名
      S. Oleszek-Kudlak
    • 学会等名
      資源・素材学会秋季大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-09-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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