超臨界流体を抽出・反応媒体とした複合プロセスによる廃プラスチックの総合リサイクル

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350420
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 後藤 元信 熊本大学, 工学部, 教授 (80170471)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂田 眞砂代 熊本大学, 工学部, 助手 (60187391) ; 広瀬 勉 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (40037841) ; 児玉 昭雄 熊本大学, 自然科学研究科, 助手 (30274690) ; 源田 稔 三菱重工業(株), 神戸造船所・環境プラント部, 設計職 ; 永岡 昭二 熊本県工業技術センター, 材料開発部, 主任技師
• Keywords: 超臨界水 / 超臨界メタノール / 超臨界二酸化炭素 / 難燃化剤 / モノマー化 / 抽出 / ケミカルリサイクル

Research Abstract

廃プラスチックの1つとして電子基盤材料に含有される難燃化剤(臭素系、リン系)などの有機金属化合物や有機系添加物について調査し、ソックスレー抽出を用いてその含有量を測定した。また、半回分抽出装置にプラスチックを充填し、超臨界二酸化炭素により有機金属化合物である難燃化剤を抽出し、その抽出挙動を測定した。抽出条件(温度、圧力、流量、粒子径)の抽出挙動への影響を調べた。リン系の難燃化剤であるトリフェニルリンが良好に抽出され、高温、高圧ほど抽出速度が大きく、ほぼ100%の抽出率が達成された。
難燃化剤などの有機金属化合物の超臨界二酸化炭素への溶解度を測定し、温度・圧力の影響を調べた。溶解度は非常に大きく、測定は容易でないことがわかり、測定装置の再検討を行った。溶解度の推算法を検討した。
ケミカルリサイクル技術の開発のため各種プラスチックの超臨界水および超臨界メタノールを用いた加水分解・加アルコール分解・熱分解による低分子化・モノマー化を検討した。小型回分反応器を用いて超臨界メタノール中でのPETおよび超臨界水中でのフェノール樹脂の分解挙動を測定した。反応過程の高分子の分子量変化を測定し、高分子の主鎖の切断による低分子化の過程を追跡し、反応生成物である様々の低分子・モノマーを測定し、収率を評価する。PETの分解では低分子化された成分の反応が律速であることが判明した。フェノール樹脂についても熱分解などによりフェノール、クレゾールなどへのモノマー化が可能であることがわかった。