| 研究課題/領域番号 |
16350081
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
大谷 肇 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (50176921)
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| 研究分担者 |
石田 康行 名古屋大学, エコトピア科学研究機構, 助手 (70273266)
松原 秀樹 愛知県産業技術研究所, 主任研究員
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| キーワード | 高分子材料 / リサイクリング / ポリエチレンテレフタレート / 熱分解ガスクロマトグラフィー / 分岐構造 / 架橋構造 / 混練 / 熱処理 |
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| 研究概要 |
本年度は、高分子材料の中でも現在よくマテリアルリサイクリングが進められているポリエチレンテレフタレートに着目し、そのリサイクリング工程を想定して混練処理を施したモデル試料を調製し、その課程で生ずるミクロ化学構造変化の解析を試みた。ここでは、主として、反応試薬に強い有機アルカリである水酸化テトラメチルアンモニウムを用いる、反応熱分解ガスクロマトグラフィーの手法を用いて分析を行った。また、混練処理を行ったモデル試料に加えて、混練温度より高温で長時間加熱処理して、意図的に異常構造を多く生成させたモデル試料も調製し、比較測定に用いた。その結果、加熱処理した試料のパイログラム上には、もとのPETのパイログラムには観測されない特性ピークがはっきり観測され、同じピークが極微小ながら混練処理した試料のパイログラムにも観測された。このピーク成分の化学構造を、当該成分のオンライン質量分析および赤外分光分析により詳細に解析した結果、熱処理や混練処理の過程で生ずる、エステル構造の転位反応に由来する異常構造を反映していることが強く示唆された。また、この転位反応の結果、PETの主鎖中に遊離のカルボキシル基が生成することから、エステル交換反応などを経て架橋構造を形成する可能性があることが示唆された。さらに、こうした異常構造の生成量は、混練処理を繰り返し行ったPET試料ほど大きくなる傾向があり、マテリアルリサイクリング工程を経る回数が多いほど、架橋構造を形成して物性低下を引き起こしやすいことが裏付けられた。
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