ポリ塩化ビニルの脱塩化水素処理によるケミカルリサイクリングの高効率化

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廃プラスチックの化学原料への再資源化(ケミカルリサイクリング)を目的として、特に、ポリ塩化ビニル(PVC)のアルカリ水溶液中酸素酸化によるシュウ酸やフタル酸等のベンゼンカルボン酸類へのケミカルリサイクリングについて検討した。市販のPVC粉末15mol/kg-H_2ONaOH水溶液中で液相酸素酸化すると、12時間で完全に分解し、シュウ酸、ベンゼンカルボン酸とCO_2が生成した。シュウ酸やベンゼンカルボン酸はアルカリ溶液中における塩基触媒酸素酸化により生成すると考えられる。さらに、市販のPVC粉末を予め窒素及び酸素雰囲気下、200℃で脱塩化水素処理し、これを液相酸素酸化した。脱塩化水素処理なしのPVC粉末は5時間の液相酸素で78%の分解率に留まったが、脱塩化水素処理したPVC(DHC-PVC)は5時間の液相酸素酸化でも100%分解した。また、酸素雰囲気で脱塩化水素処理したDHC-PVCを液相酸素酸化するとシュウ酸とベンゼンカルボン酸収率は向上し、CO_2収率は低下した。これは、脱塩化水素によってDHC-PVC中にポリエン、芳香環や含酸素官能基が形成され、DHC-PVCがシュウ酸やベンゼンカルボン酸を生成しやすい構造を取っているためと考えられる。以上より、PVCを化学原料に転換する液相酸素酸化において、脱塩化水素処理は反応時間の短縮、シュウ酸やベンゼンカルボン酸収率の向上の面で有効であることが分かった。