| 研究課題/領域番号 |
16K05862
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
多賀谷 英幸 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (10154931)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 発泡フェノール樹脂 / 加溶媒分解 / 脂肪族アルコール / 再資源化 |
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| 研究実績の概要 |
発泡フェノール樹脂材料は、熱硬化性のフェノール樹脂を素材としており、高い耐熱・断熱性と優れた機械的強度を有し、近年建材用部材として広く用いられるようになった。今後耐用年数の過ぎた廃資源として大量に排出されることが予想される。
しかし発泡フェノール樹脂は、その高い物理的・化学的安定性のため、廃棄された後の再利用法は確立されていない。これまで発泡フェノール樹脂中には添加剤として可塑剤等の添加剤が含まれていることが確認されているが、本研究ではそれらの特性を明らかにして分離・回収を試みるとともに、アルコール化合物などを溶剤に用い、フェノール樹脂からなる材料骨格について300℃前後の従来のプラスチック化学リサイクル法に比べて比較的温和な条件での分解反応を試みた。その際、反応機構を明確にする目的でフェノール樹脂の分解反応に関与すると考えられるエーテル結合を有するモデル化合物の加溶媒分解反応を検討し、アルコールを用いる分解反応の機構について知見を得るとともに、得られた知見から効果的な再資源化を可能とするアルコールなどの溶剤を明らかにすることを試みた。
本研究における再資源化処理法は、従来法では全く利用されていなかった脂肪族アルコールを用い、比較的温和な条件での液相処理で大量処理を可能とするものであり、反応効率や溶剤再利用などの経済性が充たされれば発泡フェノール樹脂の再資源化法プロセスとして期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
発泡フェノール樹脂の効果的な再資源化法の確立を目指し、発泡フェノール樹脂からなる廃建材部材を粉末化し、共有結合の開裂（分解反応）が起こりにくい温和な条件での溶媒処理を試み、添加剤等の効果的な回収法について知見を得た。
さらに発泡フェノール樹脂材料の架橋部分の切断条件を明らかにすることを目的に、今回の反応で用いる発泡フェノール樹脂材料の熱特性や特性吸収などの諸性質を明らかにした。これらの知見をもとに、従来の反応温度よりも温和な２５０℃から３５０℃までの温度で、アルコール類を用いた反応を試み、可溶化率や、モノマー収率に与える溶媒の効果について知見を得た。これまでのアルコール類を用いた温和な条件における架橋結合の切断機構を明らかにするため、フェノール樹脂中に含まれると考えられる架橋結合と同様な結合を有するモデル化合物を用い、その分解反応の進行を追跡して機構の明確化を試みた。
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| 今後の研究の推進方策 |
２８年度に引き続いて高温流体を用いた可塑剤の抽出条件の確立と熱硬化性樹脂の架橋部分を切断する条件の明確化を行う。具体的には（１）高温流体を用いた可塑剤の抽出条件を確立し、この可塑剤を抽出した後の樹脂を対象とし、３００℃までの温和な条件での加熱処理を試みる。モデル化合物の反応結果を参考に、反応機構を明らかにすることを試みる。（２）架橋結合の切断の促進を目指してモデル化合物の反応を追跡し、その結果から考察された反応機構を念頭に触媒の選定を行い、より効果的に反応が進行する条件を確定する。（３）高温流体で処理して得られた樹脂について発泡成形への適用性を見積もるため、スラリー化した試料について粘性を測定して素材化を試みる。素材の機械的特性を明確にして再資源化への特性可能性を評価する。とともに（４）高温流体で処理して得られた樹脂について、発泡樹脂への添加成型を行い、得られた素材の機械的特性を明らかにする。諸物性を明確にすることで、用いる溶剤や温度条件などの物性への影響を明確にし、最適反応条件を確定する際のデータとする。
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