廃棄高機能プラスチックの再資源化技術を開発~固体酸触媒で高付加価値化学品への変換に成功~

2026-01-21 九州大学

理化学研究所環境資源科学研究センターと、九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所(I2CNER)の共同研究グループは、再資源化が困難とされてきた高機能プラスチックポリオキシメチレン(POM)を、高付加価値化学品へ変換する新技術を開発した。高分子固体酸触媒PAFR IIとマイクロ波加熱を組み合わせることで、POMを効率的に分解し、溶媒や殺虫剤、ホスト分子であるピラー[5]アレーンなどへとケミカルアップサイクリングすることに成功した。触媒は再利用可能で、極めて少量(ppmレベル)でも高い反応性を示す点が特長である。本技術は、プラスチック廃棄物問題の解決と持続可能な化学産業の構築に貢献する成果として、Green Chemistryに掲載された。

廃棄高機能プラスチックの再資源化技術を開発~固体酸触媒で高付加価値化学品への変換に成功~
高分子酸触媒PAFR IIによるPOMから有用物質へのケミカルアップサイクリング

<関連情報>

ppmレベルの再利用可能なポリマー酸触媒を使用して、廃棄ポリオキシメチレンを付加価値化学物質にアップサイクルする Upcycling waste polyoxymethylene to value-added chemicals using reusable polymeric acid catalysts at ppm levels

Abhijit Sen,Aya Ohno,Andrew Chapman,Yina Xu,Jingxuan Zhang,Nobutaka Maeda,Jordan T. Carlson and Yoichi M. A. Yamada
Green Chemical  Published:12 Jan 2026
DOI:https://doi.org/10.1039/D5GC06065F

Abstract

Waste polyoxymethylene (POM) plastic was upcycled using m-phenolsulfonic acid-formaldehyde resin, a polymeric heterogeneous catalyst, to afford multiple value-added chemicals, including solvents, insecticides, herbicides, and pillar[5]arenes using biomass-derived alcohols, amines or water as reactants. The acid catalyst exhibited stable and reliable performance at a 260 mol ppm S loading and remained active after five reuse cycles without any loss of catalytic efficiency. The upcycling process was effective even at a 40-gram scale. Under acid-catalyzed conditions, the POM moiety in carbon-fiber-reinforced polymers (CFRPs; 360 mg–5 g scale) was selectively depolymerized, yielding carbon fibers free of POM residues, as confirmed by solid-state NMR and SEM. This process also mitigates environmental concerns by converting microplastics into value-added chemicals. Additionally, microwave irradiation proved more effective (up to 99% upcycling) than conventional heating methods (73%). Life cycle assessment analysis results indicate that this upcycling process is sustainable and helps reduce environmental pollution.

0504高分子製品
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