ポイント
- ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)の主鎖結合を正確に切断し、モノマー単位への解重合に成功
- 熱分解より低い150度で実施でき、フィルムやペレットなど素材の形状に影響しない
- 炭素繊維およびガラス繊維強化PEEKも解重合できるため、循環型社会の構築に貢献
産業技術総合研究所 触媒化学融合研究センター ケイ素化学チーム 南 安規 主任研究員は、スーパーエンジニアリングプラスチック(以下「スーパーエンプラ」という)として知られる高機能熱可塑性ポリマーのポリエーテルエーテルケトン(PEEK)をモノマー単位へ分解できる解重合法を開発しました。
この技術は有機硫黄化合物のチオールと塩基を解重合剤に使用することによって、樹脂の一般的な熱分解温度の600~1500度を大きく下回る150度、19時間以内にPEEKをモノマー単位へと分解します。また、重合可能モノマーの前駆体(ジチオベンゾフェノン)とPEEKの原料モノマー(ヒドロキノン)をそれぞれ93パーセント、95パーセントという高収率で得ることができます。PEEKのモノマー単位への解重合は、世界で初めて成功しました。ポリプロピレンやポリアミドなどの樹脂を含む場合でも、また、炭素繊維強化PEEKなどの複合PEEK材料を用いる場合でも、PEEK成分の選択的な分解が可能です。得られたモノマーからベンゾフェノン-ビスフェノールA-交互共重合体などいろいろな高分子を合成できます。今回開発した技術はPEEKのケミカルリサイクルの道を切り開くとともに、PEEK以外のスーパーエンプラ解重合にも応用できると考えられ、安定樹脂材料のサーキュラーエコノミーに貢献します。
なお、本研究成果の詳細は、2023年1月24日(英国時間)に英国の学術誌「Communications Chemistry」に掲載される予定です。
本研究開発は、科学技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業(さきがけ)「安定主鎖構造の活性制御に基づく高機能ポリマーの精密解重合(課題番号JPMJPR21N9)(2021~2024年度)」、藤森科学技術振興財団による支援を受けています。
<プレスリリース資料>
- 本文 PDF(650KB)
<論文タイトル>
- “Depolymerization of robust polyetheretherketone to regenerate monomer units using sulfur reagents”
- DOI:10.1038/s42004-023-00814-8
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