低廃棄物の新しい化学手法でリサイクル困難なプラスチックを分解(New Low-Waste Chemistry Method Breaks Down Tough-to-Recycle Plastics)

2026-09-14 テキサス大学オースチン校(UT Austin)

米テキサス大学オースティン校(UT Austin)とサンディア国立研究所などの研究チームは、従来リサイクルが困難だった高耐久性プラスチック「ポリ(ジシクロペンタジエン)(pDCPD)」を、低廃棄物で分解・再利用する化学的手法を開発した。pDCPDは自動車バンパー、建設機械、化学物質貯蔵タンクなどに利用されるが、従来は焼却されることが多く、大量のエネルギー消費や有害副生成物、補強繊維の劣化が問題だった。新手法では、環境負荷の小さい溶媒とルテニウム系触媒を用いてpDCPDを溶解・分解し、再利用可能な粉末として回収できる。さらに、炭素繊維やガラス繊維も損傷の少ない状態で分離・再利用できる。耐久性とリサイクル性を両立する循環型プラスチック利用への道を開く一方、触媒の回収・再利用によるコスト低減と持続可能性の向上が今後の課題となっている。

低廃棄物の新しい化学手法でリサイクル困難なプラスチックを分解(New Low-Waste Chemistry Method Breaks Down Tough-to-Recycle Plastics)
A 3D-printed pufferfish made of pDCPD undergoes deconstruction in a solution containing an eco-friendly solvent and ruthenium-based catalyst.

<関連情報>

ポリ(ジシクロペンタジエン)複合材料をリサイクルするための直接メタセシス分解 Direct metathesis deconstruction to recycle poly(dicyclopentadiene) composites

Keldy S. Mason, Meghan T. Kiker, Zhenchuang Xu, Tyler C. Price, […] , and Samuel C. Leguizamon
Science Advances  Published:11 Sep 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aef4204

Abstract

The permanent cross-links that give thermosets their strength and durability also make them difficult to recycle. Here, we present a green, scalable strategy for the chemical deconstruction of poly(dicyclopentadiene) (pDCPD) thermosets and composites using metathesis-based chemical recycling. Key findings include the identification of cyclopentyl methyl ether as a “green” processing solvent for mild deconstruction and an understanding of the catalytic fragmentation mechanism wherein both ring-closing metathesis and chain transfer pathways are present. The deconstruction protocol is shown to be effective for a variety of pDCPD samples produced via distinct ring-opening metathesis polymerization (ROMP) curing methods, including frontal-ROMP, photoROMP, and thermal ROMP, as well as with commercial thermoset formulations and fiber-reinforced composites. As a proof of concept for future translatability, embedded electronics, glass fibers, pristine carbon fibers, and >90% recovery of polymer fragments are demonstrated. Last, a detailed life cycle analysis indicates that this approach offers a viable (high credit) alternative to contemporary thermoset disposal and incineration, opening a path toward closed-loop recycling of high-performance pDCPD materials.

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