プラスチックのリサイクルを促進する「信じられないほどシンプルな」プロセス

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 (‘Deceptively Simple’ Process Could Boost Plastics Recycling)

2020/3/9 ヒューストン大学(UH)

・ ヒューストン大学が、プラスチックの最も一般的な構成要素であるポリオレフィンを製造する、シンプルなプロセスを開発。
・ プラスチックのリサイクルにおける主要な課題に対処しながら、食用油や天然の物質によるプラスチックの製造の可能性も期待できる。
・ ポリオレフィンとその派生製品であるポリエチレンやポリプロプレンは、ショッピングバッグから産業パイプまであらゆる製品で使用されている。プラスチックの硬さや柔軟性といった品質は、ブランチング(分岐)として知られる化学プロセスにより部分的に決定される。高分岐したポリオレフィンはショッピングバッグ等の柔軟な製品で、低分岐のものは硬いプラスチックでそれぞれ使用されている。
・ 通常では、ブランチングのレベルによって必要な触媒の種類が異なり、一回に製造できるのは一種類のプラスチックのみ。新プロセスでは、パラジウム触媒への塩化アルミニウムの添加量を調節し、ブランチングのレベルを変更できる。安価な物質である塩化アルミニウムはルイス酸として機能し、プロセスのあらゆる段階での添加が可能で、様々な分岐特性のポリオレフィンを製造する。
・ 同プロセスは、環境に優しい方法によるプラスチック廃棄物処理に加え、食用油や天然物質の採用による石油や天然ガス使用の低減という、プラスチックメーカーが直面する 2 つの課題に対処するもの。
・ ショッピングバッグや玩具、医療機器等の日常品で使用されるポリマーは、ケミカルリサイクル用に溶解した際に混合しにくい。新プロセスのポリオレフィンによるポリマーは、プラスチックに異なる特性を持たせながらリサイクルをより容易にする。
URL: https://uh.edu/news-events/stories/2020/march-2020/03092020harth-plasticsrecycling.php

(関連情報)
Angewandte Chemie 掲載論文(アブストラクトのみ:全文は有料)
Branching Regulation in Olefin Polymerization via Lewis Acid Triggered Isomerization of Monomers
URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201914742

<NEDO海外技術情報より>

Abstract

Zweigbildung : Die Zugabe von AlCl3 zu einer Pd‐vermittelten Chain‐Walking‐Polymerisation führt zu einer schnellen Isomerisierung von 1‐Alkenen zu internen Alkenen, die mit hohem Verzweigungsgrad polymerisieren. Blockcopolymere können durch Zugabe von AlCl3 auf halber Strecke des Reaktionsfortgangs hergestellt werden.

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Abstract

We present a new strategy to regulate branching in chain‐walking olefin polymerization by triggering a rapid isomerization of 1‐alkene monomers into internal olefins by adding a Lewis acid. Polymerization of internal alkenes proceeds via chain‐walking to give polymers with much higher branching than 1‐alkene analogues. The utility of this approach is exemplified by synthesis of well‐defined block copolymers with distinct branching characteristics per block by addition of Lewis acid midway through a reaction. We propose a novel mechanism whereby Lewis acid undergoes a counterion swap with the complex which favors isomerization as well as forming adducts with ancillary ligands, freeing coordination sites for internal alkene coordination polymerization

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