マイクロ波を用いる高分子化合物の高効率化学分解反応および分解装置の開発

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当該研究ではマイクロ波加熱を用いたポリエステル類の新しいケミカルリサイクル法及びその装置開発について検討を行ってきた。平成18年度に得られた知見を以下にまとめた。(1)マイクロ波加熱を用いた廃PETボトルの塩基性加水分解反応における異種プラスチックの影響キャップやラベルはポリエチレンやポリプロピレン製であるので混在していても分解反応は全く受けずにPETだけが分解される。反応後、分解生成物のテレフタル酸ジナトリウム塩とエチレングリコールは水に溶解するので、異種プラスチックの除去は極めて簡便なろ過操作のみで達成され、その後にポリエチレンやポリプロピレンも分別可能である。すなわち、当該方法を用いるとPETボトルを分別・分解まで完全に実行することが可能である。(2)マイクロ波加熱を用いた廃PETボトルおよび廃FRPの大量化学分解μ-Reactor(四国計測工業株式会社製、池永研究室所有)を用いて10-50gスケールの分解反応を検討した。電子レンジよりも精巧に作られているので、予想よりも若干電力を消費することが分かった。しかし、通常加熱の方法に比べると、電力では1/3、反応時間は1/5であることが分かった。(3)廃食油・食油からのバイオディーゼル油(BDF)の新しい合成法の開発上記PETとFRPはいずれもエステル結合を持つ化合物であり、本手法を用いると用意に分解することが分かった。食油のBDF化はメタノールを用いるメチルエステル化反応であるので、本手法の応用として検討したところ、リン酸系金属触媒が高い活性を持つことが分かった。特に通常加熱・マイクロ波加熱何れの場合も短時間で良好にBDF化が進行する。