リサイクルプラスチックからの炭素材料製造技術の開発

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研究者らは、回収プラスチックをゼロエミッションの考えに沿って資源として再利用するための方法を検討した結果、炭素と水素とに変換するプロセスを考案した。具体的には、第一段階でポリマーの熱もしくは接触分解を行い炭化水素蒸気とガスとに変換し、第二段階でそれら分解生成物の炭素と水素(ポリマーが酸素や窒素を含む場合は対応する他のガス)への分解を行うというものである。今回は、その基礎研究として、四大汎用ポリマーであるポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンに加え、生産量が四大汎用ポリマーに匹敵するポリエチレンテレフタレートに関し、600℃において回分熱分解実験を実施した。各種ポリマーの分解による固体残渣、トラップ捕集物、ガス状生成物の生成を定量的に評価した。ポリ塩化ビニルとポリエチレンテレフタレートの場合、固形残渣の残留が顕著であり、それぞれ、10-15%と3%であった。それ以外のポリマーに関しては、固形残渣は、1%以下であり、分解物はほとんどすべて蒸気もしくはガスとして器外に排出された。トラップ捕集物は、ポリエチレン及びポリプロピレンの場合、白色ワックス状固体、ポリ塩化ビニルの場合、褐色粉末、ポリスチレンの場合、褐色液体、ポリエチレンテレフタレートの場合、黄色ペーストであった。ポリスチレンはガスの生成が少なく、ほとんどすべて(95%以上)褐色液体に転化するという特徴があった。トラップ捕集物とガス状生成物はガスクロマトグラフとゲル浸透クロマトグラフにより分析を行った。本年度に得られた以上の結果より、研究の次の段階である一次分解物の二次分解により炭素と水素とを得る実験のための基礎データが得られた。