Exploration of Chemical Recycling Method Using Hydrolysis with Carbonated Water

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05151
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: Motokucho Suguru 長崎大学, 工学研究科, 助教 (70404241)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ケミカルリサイクル / ポリウレタン / 二酸化炭素 / 水 / 炭酸水

Outline of Final Research Achievements

This research aims to develop a chemical recycling method for waste polymers (marine plastic waste) using carbonated water, which has an extremely low environmental impact. The applicant has discovered various reactions in which the carbonate in carbonated water acts as an acid catalyst. The hydrolysis of polymers by carbonated water is a unique method that 1) uses environmentally low-impact carbonated water, 2) yields high-purity monomers, 3) does not require neutralization operations, and 4) does not generate neutralization salts (waste).

Free Research Field

環境材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によりポリオールの化学構造が本炭酸水での加水分解反応に与える影響は、その親疎水性に大きく依存していることが明らかになった。特に、架橋構造が加水分解反応に与える影響は非常に大きく、これは研究開始時には予想されていなかった新たな知見を得た。すなわち、一次構造だけでなく、化学的架橋や物理的架橋の導入が加水分解に与える影響を明らかにしたことは、高分子化学や材料科学の分野における理解を深める学術的意義を有する。
この知見は、環境に優しい材料の開発や、持続可能な化学工業への応用に貢献する可能性があり、加水分解反応を利用したリサイクルプロセスや環境分解性材料の設計において重要な指針となると考えられる。