リケンテクノス　信州大学と共同で酸化亜鉛を用いたPVCの脱塩素化反応について検討

使用済みプラスチックの有効利用法として、我が国では現在も焼却時の熱回収によるサーマルリカバリーが主流となっています。一方で近年は、回収プラスチックを破砕・洗浄後に溶融混錬して再ペレット化するマテリアルリサイクルや、熱分解によって一旦化学原料に戻し、再びプラスチックや化学品に
転換するケミカルリサイクルに注目が高まっており、産官学による技術開発が精力的に進められています。特にケミカルリサイクルでは、ポリエステルやポリオレフィンを対象としたモノマー化や油化技術が一部商業化されており、今後のさらなる発展が期待されています。

当社の主力商材であるPVCコンパウンドは、PVCを主原料としています。PVCはポリマー骨格中に塩素を含有しているため、分解反応時に生成する塩素含有化合物の取り扱いや、炭素を主成分とする残渣
骨格の複雑さが課題となります。また、コンパウンドを構成する可塑剤、安定剤、充填剤などがPVCの分解反応に及ぼす影響についても不明な点が多く残されています。そのため、PVCコンパウンドのケミカルリサイクルは他のプラスチックに比べて技術的難易度が高く、多くの研究開発が進められてきたものの、現在も実証実験の段階に留まっているのが現状です。

このように難易度が高いPVCコンパウンドのケミカルリサイクル技術の開発において、当社は、信州
大学岡田教授のグループが過去に実施した酸化亜鉛によるPVCの脱塩素挙動に関する研究に着目しました。そして、酸化亜鉛の特異性理解や添加剤の影響、脱塩素化物の有効活用法等について更なる詳細を検討するため、同グループとの共同研究を進めてきました。

添加剤を含まないPVC単独の場合では、酸化亜鉛存在下での熱分解によって高効率な脱塩素化反応が
進行することが知られています。そこで本研究では、実際のPVCコンパウンドを想定し、可塑剤が共存する場合の挙動について検証しました。

汎用的な可塑剤としてアルキル鎖長の異なるフタル酸ジエステルを用いて評価した結果、可塑剤の種類によらず、いずれも200℃程度で高い脱塩素率を達成しました。また、可塑剤が存在すると酸化亜鉛がPVC中に均一に広がりやすくなるため、特殊な混合法を必要とせず、一般的な混練法で対応できる可能性が示唆されました。これは使用済みPVC製品の有効利用法を確立する上で重要な知見といえます。

以上のように、本研究では酸化亜鉛を用いたPVCコンパウンドの効率的な脱塩素反応の可能性を示す
知見を得ました。本共同研究の成果は、9月9日から熊本大学で開催される第138回触媒討論会にて発表予定です。

リケンテクノスは、PVCをはじめとする塩素含有プラスチックの新たな有効利用の可能性を見出し、
持続可能な社会の実現につなげてまいります。

▼信州大学 工学部 物質化学分野　吸着・触媒化学研究室
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