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2019 年度 実績報告書

プラスチックの知能化リサイクルを目指したハイブリット分解システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K05949
研究機関長崎大学

研究代表者

中谷 久之  長崎大学, 工学研究科, 教授 (70242568)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードポリスチレン / ポリウレタン / ヒンダードアミン系光安定剤 / リサイクル / 劣化制御 / ドーマント結合
研究実績の概要

狙った成分の選択的分解、分子量になるように切断して高付加価値化するリサイクルを開発する事を目的とした。実施した研究の成果としては、
平成29年度は、照射した可視光の時間ならびに熱処理温度の最適化を図る事で、PS中に重量比で10%添加したHBCDを約94%分解率で選択的に分解する事に成功した。分解後のPSは分子量の低下はなかったが、動力学的測定からスチレンモノマーがグラフトしたPSが生じ、力学的特性の低下が生じた。この欠点については、下記に記した本年度の検討で克服した。
平成30年度は、HALSを添加する事により、望む時に分解(自在分解)してリサイクルを可能とする水性ポリウレタン(WBPU)の開発を行った。可視光領域に吸収帯を持ち、自己溶解性を持つため、物質中に残存しないZnOを光触媒として用い、ソフトセグメントであるポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)部分を多く含み、HALSとドーマント結合を形成している成分を選択的に得る事に成功した。得られた成分が反応性のオリゴマーとしてリサイクルできる事も確認した。
最終年度の研究成果としては、ポリスチレン(PS)の難燃性の向上に使われてきた残留性汚染物質であるヘキサブロモシクロドデカン(HBCD)を、抽出操作無しに、直接、選択分解させること試みた。方法としては、可視光応答型光触媒と光に対しては安定であるが熱処理によってラジカルを生成するヒンダードアミン系光安定剤(HALS)を用い、光・熱によりラジカルを制御する事でPS内部のHBCDを選択的に分解させる事を行った。その結果、選択的に約80%のHBCDの分解に成功した。分解後のPS部のリサイクル性も力学試験で評価検討とした。その結果、力学物性も元のPSの90%の水準を維持を確認、この成果は論文に投稿した(Polym. Deg. Stab. 166, 40-49,2019)。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Selective decomposition of hexabromocyclododecane in polystyrene and recyclability improvement of its polymeric component2019

    • 著者名/発表者名
      Lee Juhyeon、Urakawa Yukito、Motokucho Suguru、Nakatani Hisayuki
    • 雑誌名

      Polymer Degradation and Stability

      巻: 166 ページ: 40~49

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2019.05.016

    • 査読あり
  • [学会発表] 新規光、熱触媒システムを用いたヘキサブロモシクロドデカン含有ポリスチレンのリサイクル化2019

    • 著者名/発表者名
      中谷久之、李朱鉉、浦川友記斗
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [学会発表] ブロック共重合体を利用した光触媒によるプラスチックの知能化リサイクル法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      喜屋武拓真、中谷久之
    • 学会等名
      第8回高分子学会グリーンケミストリー研究会発表会
  • [学会発表] マイクロプラスチックの生成機構2019

    • 著者名/発表者名
      中谷久之、浦川友紀斗、喜屋武 拓真
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [図書] プラスチックの資源循環に向けたグリーンケミストリーの要素技術2019

    • 著者名/発表者名
      中谷久之、澤口孝志、吉岡敏明、熊谷将吾、齋藤優子、村内一夫、加茂徹、本多俊一、岩本正和、松方正彦、青山忠、上道芳夫、神田康晴、塩野毅、佐々木大輔、橋本保、池田凌麻、漆﨑美智遠、阪口壽一、他
    • 総ページ数
      336
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1444-0
  • [備考] 高分子材料学研究室

    • URL

      http://www.cms.nagasaki-u.ac.jp/lab/kobunshi/

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公開日: 2021-01-27  

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