JP6806701B2 - ポリマーの分解 - Google Patents
ポリマーの分解 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6806701B2 JP6806701B2 JP2017552777A JP2017552777A JP6806701B2 JP 6806701 B2 JP6806701 B2 JP 6806701B2 JP 2017552777 A JP2017552777 A JP 2017552777A JP 2017552777 A JP2017552777 A JP 2017552777A JP 6806701 B2 JP6806701 B2 JP 6806701B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polymer
- reactor
- catalyst
- complex
- catalytic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 108
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 127
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 104
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 102
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 62
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 59
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 47
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 43
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 40
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 33
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 29
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 17
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 14
- 239000000539 dimer Substances 0.000 claims description 13
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 claims description 12
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 7
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCCCN1C=C[N+](C)=C1 IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- MCMFEZDRQOJKMN-UHFFFAOYSA-O 3-butyl-1h-imidazol-3-ium Chemical compound CCCCN1C=C[NH+]=C1 MCMFEZDRQOJKMN-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005293 ferrimagnetic effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011019 hematite Substances 0.000 claims description 2
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 2
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 claims description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O pyridinium Chemical compound C1=CC=[NH+]C=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 claims 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical group CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 claims 1
- 150000004693 imidazolium salts Chemical group 0.000 claims 1
- 239000013638 trimer Substances 0.000 claims 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 76
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 35
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 14
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 13
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 9
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 8
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 8
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 8
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 7
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 7
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 229920002215 polytrimethylene terephthalate Polymers 0.000 description 6
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- CKFGINPQOCXMAZ-UHFFFAOYSA-N methanediol Chemical compound OCO CKFGINPQOCXMAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 4
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 229920000909 polytetrahydrofuran Polymers 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- KSCAZPYHLGGNPZ-UHFFFAOYSA-N 3-chloropropyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCCl KSCAZPYHLGGNPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical group 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 3
- 239000011554 ferrofluid Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 2
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 2
- 229920000331 Polyhydroxybutyrate Polymers 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N anisole Chemical compound COC1=CC=CC=C1 RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000005111 flow chemistry technique Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000034659 glycolysis Effects 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 2
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N m-xylene Chemical group CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002069 magnetite nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 2
- 229940031182 nanoparticles iron oxide Drugs 0.000 description 2
- 125000001181 organosilyl group Chemical group [SiH3]* 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 229920000520 poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) Polymers 0.000 description 2
- 239000005015 poly(hydroxybutyrate) Substances 0.000 description 2
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 2
- 229920000921 polyethylene adipate Polymers 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 2
- 238000012667 polymer degradation Methods 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diol Chemical compound CCC(O)O ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000007430 reference method Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trifluoro-n-(trifluoromethylsulfonyl)methanesulfonamide Chemical compound FC(F)(F)S(=O)(=O)NS(=O)(=O)C(F)(F)F ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCMFEZDRQOJKMN-UHFFFAOYSA-N 1-butylimidazole Chemical compound CCCCN1C=CN=C1 MCMFEZDRQOJKMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLLDUURXGMDOCY-UHFFFAOYSA-N 2-butyl-1h-imidazole Chemical compound CCCCC1=NC=CN1 SLLDUURXGMDOCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQAMFDRRWURCFQ-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-1h-imidazole Chemical compound CCC1=NC=CN1 PQAMFDRRWURCFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 description 1
- UHGHUYVHBFCWTL-UHFFFAOYSA-O 3-(2-butyl-1H-imidazol-3-ium-3-yl)propyl-triethoxysilane Chemical compound C(C)O[Si](CCC[N+]1=C(NC=C1)CCCC)(OCC)OCC UHGHUYVHBFCWTL-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- IWDFHWZHHOSSGR-UHFFFAOYSA-O 3-ethyl-1h-imidazol-3-ium Chemical compound CCN1C=C[NH+]=C1 IWDFHWZHHOSSGR-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- BCBHDSLDGBIFIX-UHFFFAOYSA-N 4-[(2-hydroxyethoxy)carbonyl]benzoic acid Chemical compound OCCOC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 BCBHDSLDGBIFIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940090248 4-hydroxybenzoic acid Drugs 0.000 description 1
- KAUQJMHLAFIZDU-UHFFFAOYSA-N 6-Hydroxy-2-naphthoic acid Chemical compound C1=C(O)C=CC2=CC(C(=O)O)=CC=C21 KAUQJMHLAFIZDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004246 Agave americana Species 0.000 description 1
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 240000008564 Boehmeria nivea Species 0.000 description 1
- 241000345998 Calamus manan Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000000491 Corchorus aestuans Species 0.000 description 1
- 235000011777 Corchorus aestuans Nutrition 0.000 description 1
- 235000010862 Corchorus capsularis Nutrition 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 description 1
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 238000012369 In process control Methods 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-O Piperidinium(1+) Chemical compound C1CC[NH2+]CC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-O Pyrrolidinium ion Chemical compound C1CC[NH2+]C1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000508 Vectran Polymers 0.000 description 1
- 239000004979 Vectran Substances 0.000 description 1
- 241000219094 Vitaceae Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001350 alkyl halides Chemical group 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 229920006237 degradable polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 1
- DEMBLQQOHCYCLE-UHFFFAOYSA-N disilanyl-hydroxy-propylsilane Chemical compound CCC[SiH](O)[SiH2][SiH3] DEMBLQQOHCYCLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical compound [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000003256 environmental substance Substances 0.000 description 1
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 1
- CWAFVXWRGIEBPL-UHFFFAOYSA-N ethoxysilane Chemical compound CCO[SiH3] CWAFVXWRGIEBPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 235000021021 grapes Nutrition 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 238000010965 in-process control Methods 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical group 0.000 description 1
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARYZCSRUUPFYMY-UHFFFAOYSA-N methoxysilane Chemical compound CO[SiH3] ARYZCSRUUPFYMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N n-propyl chloride Chemical compound CCCCl SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 125000002572 propoxy group Chemical group [*]OC([H])([H])C(C([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 235000012950 rattan cane Nutrition 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O sulfonium Chemical compound [SH3+] RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
- C08J11/18—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material
- C08J11/22—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds
- C08J11/24—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds containing hydroxyl groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
- C08J11/18—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material
- C08J11/28—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic compounds containing nitrogen, sulfur or phosphorus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
- C08J11/16—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with inorganic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
磁性流体は、外部磁場の存在下で可逆的かつ比較的即座にその性質を変化させる気のきいた材料の部類である。これらの流体は、磁場を適用すると、見かけ粘度の大規模な変化、例えば、1T付近のオーダーの電磁束密度の変化を示す。
本発明は、第一の側面において、請求項1による改良された方法に関し、従来技術に対して、例えば、以下の点で部分的に大幅な改良を示す:例えば、選択性(93%対59.2%)、分解され/得られる生成物の単位量当たり用いられる触媒の非常に少ない量(0.2〜18質量%対17〜80質量%[触媒質量/ポリマー質量])、エネルギーの使用(1時間対4時間:したがって大幅により迅速である)、不純物、例えば、環境物質に対して敏感ではないこと、原材料の組成(すなわち、分解されるポリマーの種類及び添加物の種類)に対して敏感でないこと等。数値で表すと、本発明は、約100%の転化率、90%を超える選択性(これに対し従来技術は59.2%ほどである)、触媒の再使用(50回より多く、従来技術の分解方法には欠けている)を提供し、廃ポリマーの任意の混合物を許容する(従来技術では知られておらず、従来技術の方法では、典型的に、十分に清浄にされ、十分に分別され、材料の種類/出所が単一であることが必要である)。本方法の触媒錯体は、改良された局所的な作用を示すことに留意されたい。典型的には、1つの側面(パラメータ)における改良によって別の側面(パラメータ)が損なわれるが、本発明の様々な側面における一連の改良は、全体として驚くべきものであることにも留意されたい。
本発明は、第一の側面では、請求項1に係る方法に関する。
図1a〜eは、化学反応と触媒錯体を示している。
図2は、BHETの選択率を示している。
図3は、第一の反応器(バッチ式)の設備を示している。
図4は、第二の反応器(フロー式)の設備を示している。
d1:h1=0.5(直径対高さ)
d2:d1=0.35(ミキサーの直径対直径)
h2:d1=0.25(ミキサー下の高さ対ミキサーの直径)
h3:d2=0.2(ミキサーの高さ対ミキサーの直径)
W=d2/5(ミキサーブレードの幅対ミキサーの直径)。
分解可能なポリマーであることがわかった例
ポリエステル:PET、PEF、PTT、PLA、ポリカーボネート
ポリエーテル:セルロース系
ポリアミド:ナイロン(登録商標)6
試験したイオン性液体:
イミダゾリウム系機能性酸(functional acid)、ピペリジニウム系機能性酸、ピリジニウム系機能性酸、ピロリジニウム系機能性酸、追加の側鎖基R3をもつスルホニウム系機能性酸、追加の側鎖基R3及びR4をもつアンモニウム系機能性酸、追加の側鎖基R3及びR4をもつホスホニウム系機能性酸;全てが、少なくとも側鎖基R1及びR2と、対イオンX−をもつ。Xは、F、Cl、Br、I、ジシアナミド、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドから選択することができ、好ましくはClである。
2又は3の正電荷をもつ金属イオンと負に帯電した対イオンを含む様々な金属塩を試験しており、特に、Fe、Ca、Co、Mn、及び上の対イオンを含む塩である。
架橋部分については、弱く且つ官能化された酸を試験しており、例えば、カルボン酸及びオキシシラン、例えば、メトキシシラン又はエトキシシランである。
様々なナノ粒子を試験しており、例えば、対イオンとしてOを、金属イオンとしてFe、Co、及びMn、並びにそれらのいくつかの組み合わせを有するものである。これらはうまく機能する。
サイズは、典型的には比較的小さく、したがって、2nmの低位値、500nmの上限値をもつナノ粒子である。両方ともある種の小さな利点と欠点をもっている。
50℃〜500℃の範囲の温度が適していることがわかっている。約250℃より上では、圧力をかけることが必要である。
およそ大気圧から数バールまでの圧力が適切であることがわかっている。
触媒の量は、準備されたポリマーの総質量に対して、0.1〜35質量%の範囲で試験を行っており、この範囲の低いほうの端は比較的遅くなると考えられるが、いくつかの用途にはなお適しており、より多いほうは比較的費用がかかる。
工程時間は、その他のパラメータの変化の結果として変わりうる。それはそのようなものとして研究される。反応は完了するまで行われる。
溶媒は任意の溶媒であってよい。良好な結果は、溶媒としての水及びアルコール類と、モノ及びジアルコールとの組み合わせを用いて得られている。特許請求の範囲に記載したアルコールを用いることが好ましい。
収率又は性能の顕著な低下なしに(例えば、30回後で1%未満の収率低下)、触媒は20〜50回(あるいはそれより多くの回数)再使用することができる。
回収の方法に応じて、触媒のほとんど又は全てを容易に回収することができる。30回の回収の後、磁気回収を用いて回収された量は、最初の量の98%より大きく、したがって実質的に全く損失がない。濾過を用いた場合には、さらにより多い量が回収できる。
適切な溶媒中のポリマーを準備する工程、ここで、ポリマー[表、第1〜3行を参照されたい]は、ポリエステル、ポリアミド、重縮合物、及びポリエーテルのうちの1つ以上であり、溶媒はモノ又はジアルコールであり、ポリマーは固体形態である;
温度及び圧力を反応条件に調節する工程、ここで、分解は50℃〜500℃の温度で行われ[表、第4〜6行を参照されたい]、圧力は90kPa〜10,000kPaである;
触媒物質[表、第7〜8行を参照されたい]、磁性ナノ粒子、及びその触媒物質と磁性ナノ粒子との間のみの架橋部分を含む触媒錯体を供給する工程、
ここで、その触媒錯体はポリエステル又はポリエーテルポリマーをオリゴマー、トリマー、ダイマー、及び/又はモノマーに分解することができ、
触媒物質は、部分的に正及び部分的に負の両方に帯電した部分から選択され、
正電荷は、少なくとも1つの窒素原子をもつ芳香族へテロ環部分上にあり、
負電荷は、2又は3の正に帯電した金属イオンを有する金属塩錯体部分又は負に帯電した対イオンの上にあり、
上記磁性粒子は、2nm〜500nmの平均直径を有し[表、第9〜10行を参照されたい]、
上記磁性粒子は、酸化鉄を含み[表、第11〜12行を参照されたい]、
上記架橋部分は、弱有機酸、シリル含有基、及びシラノールのうち1つ以上であり、
上記架橋部分は、1グラムの磁性粒子当たり5×10−6〜0.1モルの架橋部分の量で存在し、
触媒の量は、準備されたポリマーの総質量に対して0.1〜35質量%である[表、第13〜15行を参照されたい];
上記ポリマーを、その大部分を分解するのに十分な時間にわたって分解する工程、触媒錯体を回収する工程、及び回収された触媒錯体を再使用する工程[表、第16行を参照されたい]。
試験1は、この報告に記載される全ての他の試験に対する参照とした。実験室での試験の参照スケールは、100mLフラスコ中の50gのエチレングリコール(EG)である。反応の参照質量比は、1gの無水触媒錯体粒子:5gのPET:50gのEGである。参照触媒錯体は、5nmのマグネタイトナノ粒子、架橋部分としてのトリシラノールプロピル、及びイオン性液体として(bim)FeCl4又は(bmim)FeCl4を含む。参照反応は以下のように実行した。
試験は、試験1として実施したが、5gのPETフレークに変えて、5gのPTTファイバー(試験2a)、又は5gのPLAフレーク(試験2b)を添加した。結果を表3に挙げている。
温度を185℃(試験3b)及び175℃(試験3a)まで低下させた。反応混合物の組成は試験1と同じだった。結果は表4に挙げてある。
触媒錯体の調製において、触媒物質と架橋部分を、ブチル−メチル−イミダゾリウムで置き換えた。PET解重合法は変わっていない。結果は表5に挙げてある。
触媒錯体の調製において、ナノ粒子を、マグネタイトに代えてコバルトフェライトで置き換えた。結果として、粒子のサイズ(直径)も、平均で10nmから22nmへ増大した。PET解重合法は変わらずそのままである。結果は表6に挙げてある。
より低い濃度の触媒錯体を用いた:ポリマーの質量に対して20質量%に代えて、ここでは2質量%(試験6a)及び0.2質量%(試験6b)を用いた。PET解重合法は、変わらずそのままである。結果は表7に挙げてある。
触媒錯体の再利用可能性を、触媒錯体を20回再利用することによって試験した。これは、参照PET解重合法を実施し、反応温度を下げ、磁石を使用して触媒錯体を分離することによって行った。このようにして、触媒錯体を含まない上清が残り、デカンテーションした。触媒錯体は参照質量比が得られるように未使用のEGに再分散させて、参照法を繰り返した。この方法を繰り返して、触媒錯体を20回使用し、したがって、19回再利用した。平均のプロセス収率は92.9%だった。
反応混合物中のEGの濃度を、参照法の1触媒錯体:5PET:50EGに関して、1触媒錯体:5PET:25EG(試験8a)及び1触媒錯体:5PET:100EG(試験8b)へと変えた。反応混合物における触媒錯体及びPETの量は一定に保ち、EGの量を変えた。結果は表8に挙げてある。
触媒錯体に代えて、フリーの触媒物質を用いた。ブチルイミダゾールである。触媒物質単独を同じ質量比、したがって、1触媒物質:5PET:50EG(試験9a)で用いた。参照PET解重合法における触媒錯体に対して、同様の濃度のフリー触媒物質の性能を比較するために、質量比0.02触媒物質:5PET:50EG(試験9b)を実施した。結果を表9に挙げてある。試験9aは、試験1よりも約50倍多い触媒を有効に使用している。この比を相殺する場合(試験9b)、反応時間はずっと長く(60分に対して160分)及び収率はずっと低い(20%)。本発明の触媒錯体はしたがってさらにより有効である。
連結基−触媒錯体の調製(架橋−触媒)
アルキルイミダゾール(bim)をハロゲンシラン(トリエトキシシリルプロピルクロリド)と1:1のモル比で混合し、わずかに上昇させた温度において8時間撹拌した。
マグネタイトナノ粒子を、Massartらによって1981年に最初に記載された方法に基づいて調製する:
Fe(II)溶液をFe(III)溶液とそれぞれ1:2のモル比で混合する。塩基性媒体中で撹拌しながらの共沈殿反応によって、酸化鉄ナノ粒子が形成される。次に、生じた酸化鉄ナノ粒子を水及びエタノールで洗う。
次に、エタノールで希釈した適切な量の連結基−触媒錯体を、酸化鉄粒子の分散液と良く混合し、その後、アンモニアを添加する。この反応混合物を15時間撹拌する。
沈殿物をアセトンで洗い、その後、エチレングリコール中に再分散させる。
本発明のフローシステムを使用するPET解重合
A.パラメータ設定
温度 初期化学物質
PET/EG予備混合物 >313°K(>40℃)
磁性流体 >313°K(>40℃)
流速(フローレート)
50ml/分
滞留時間
453°K(180℃)において5分
加熱
混合物を、コイル内で313°K(40℃)から453°K(180℃)に加熱し、さらに平均滞留時間の5分間の間、453°K(180℃)の温度を有していた。
比較のために、サンプリングを、工程の最初にPET/EG予備混合物において、及び工程の最後に、液体がコイルから出たときに行った。
PETからBHETへの完全な転化が達成された。
Claims (23)
- ポリマーを、オリゴマー、トリマー、ダイマー、及び/又はモノマーに分解する改良された方法であって、以下の工程:
適切な溶媒中の前記ポリマーを反応器に供給する工程であって、前記ポリマーが固体形態にあり、前記ポリマーがポリエチレンテレフタレート(PET)又はポリエチレンフラノエート(PEF)であり、前記溶媒が、エタンジオールである工程;
温度及び圧力を反応条件に調節する工程;
前記ポリマーをオリゴマー及び/又はモノマーに分解することができる再使用可能な触媒錯体を供給する工程;
前記ポリマー、溶媒、及び触媒錯体が、分散液を形成する工程;
前記ポリマーを、その大部分を分解するのに十分な時間分解する工程;並びに
前記触媒錯体を回収する工程
を含み、
前記ポリマーが、10−7〜50cm3の平均体積を有する製品の形態で準備され;
前記分散液中のポリマー濃度が1〜30質量%であり;
前記ポリマーの反応器内の平均滞留時間が30秒〜3時間であり;
前記触媒の量が、供給されるポリマーの総質量に対して、0.1〜20質量%であり;
前記分解が、90℃〜250℃の温度で実施され;
前記触媒錯体が、触媒物質、磁性ナノ粒子、及び、前記触媒物質と前記磁性ナノ粒子との間のみにある架橋部分を含み、前記触媒錯体が、ポリマーをオリゴマー、トリマー、ダイマー、及び/又はモノマーに分解することができ;
前記触媒物質が、正電荷を有する芳香族ヘテロ環部分と、負に帯電した部分とを含み;
前記触媒物質と前記架橋部分とは化学共有結合によって結合しており、前記架橋部分と前記磁性ナノ粒子とは結合しており;
前記芳香族ヘテロ環が、少なくとも1個の窒素原子を含み、
前記芳香族ヘテロ環が、イミダゾリウム及びピリジニウムから選択され、かつ
前記負に帯電した部分が、2価もしくは3価の正に荷電した金属イオンを有する金属塩錯体部分、または負に荷電した対イオンから選択され、
前記負に帯電した対イオンが、ハロゲン化物であり、
前記架橋部分が以下の式を有する部分を含み、かつ
前記磁性ナノ粒子は、2nm〜500nmの平均直径を有し、かつ強磁性粒子、反強磁性粒子、フェリ磁性粒子、合成磁性粒子、パラ磁性粒子、及び超常磁性粒子の少なくとも1種であり、前記磁性粒子は酸化鉄を含み;
前記架橋部分は、1グラムの磁性粒子当たり5×10−6〜0.1モルの架橋部分の量で存在し;かつ、
前記反応器が、連続式及び半連続式の反応器;管状反応器;及びバッチ式反応器;並びにこれらの組み合わせから選択される
ことを特徴とする、方法。 - 前記ポリマーを分解する工程が、少なくとも2段階で行われ、第一の段階でポリマーが前処理され、第二の段階で分解が完了する、請求項1に記載の方法。
- 前記第二の分解段階における前記ポリマーの平均滞留時間が10秒〜60分であり、かつ/あるいは、
前記分解工程における前記ポリマーの平均体積滞留時間(反応器の体積/流速)が10秒〜60分である、請求項1または2に記載の方法。 - 第一の段階が、混合機を備えた容器内で実施される、請求項2または3に記載の方法。
- 第一の段階において、蒸気によって熱が供給される、請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 第二の段階が、プラグフロー反応器で実施される、請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プラグフロー反応器が、平行に配置された複数のチューブとして具体化される、請求項6に記載の方法。
- 前記ポリマーを含むプラスチックが、特定された体積にまでサイズが小さくされている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒錯体が、第一の供給流として供給され、前記ポリマーが、第二の供給流として供給されるか、あるいは、前記触媒錯体及び前記ポリマーが1つの供給流として供給される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記圧力が90kPa〜10,000kPaである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 磁性粒子に結合した触媒を、電磁場勾配を用いることによって回収する工程をさらに含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 回収した触媒錯体を再利用する工程をさらに含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記回収した触媒錯体を再利用する工程が、
溶媒から添加剤を除去する工程;
溶媒にオリゴマーを供給する工程;
負に帯電した分子の量を調節する工程;及び
トリマー、ダイマー、及び/又はモノマーを取り出す工程
を含む、請求項12に記載の方法。 - 前記ポリマーが、廃ポリマーの混合物である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶媒が反応剤であり、前記反応剤が、分解される前記ポリマーと反応することができる、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記芳香族ヘテロ環が、少なくとも2個の窒素原子を含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記磁性ナノ粒子が、ナノ粒子1個当たり少なくとも1個の架橋部分及び触媒物質を含み、かつ/あるいは
架橋部分及びそれに結合した触媒の量が、触媒錯体の総質量に対して0.03〜99質量%である、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ポリマー及び溶媒を、15〜30℃の温度で供給し、
第一の段階で、温度を170〜200℃に高め、その後、
場合によって、第二の段階で、温度を170〜200℃に維持し、その後、
前記混合物の温度を、50〜75℃に低下させ、その後、
磁気分離を行い、その後、
前記混合物の温度を、0〜15℃にさらに低下させ、その後、
前記オリゴマー、トリマー、ダイマー、及び/又はモノマーを結晶化させ、その後、
場合によって、得られた結晶を乾燥させる、請求項1〜17に記載のいずれか一項に記載の方法。 - 前記触媒が、ブチルメチルイミダゾリウム(bmim+)又はブチルイミダゾリウム(bim+)と、Cl−又はFeCl4 −とを含み、
前記架橋部分が、トリエトキシシリルプロピルであり、
かつ、
前記ナノ粒子が、マグネタイト、ヘマタイト、及びマグヘマイトの少なくとも1種である、請求項1〜18に記載のいずれか一項に記載の方法。 - −反応混合物が反応器に入る、上側の入口(21);
−前記入口に流体接続している、前側に位置する並行する複数の管(1〜15)及び後側に位置する並行する複数の管;
−反応した混合物が反応器から出る、下側の出口(22)
を含む、反応器システムの使用により行われる、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。 - 混合手段を備えた第一の段階の反応器をさらに含み、
第二の段階の反応器が、前記複数の管状反応要素を含む少なくとも1個のプラグフロー反応器として具体化されている、請求項20に記載の方法。 - 前記第二の段階の反応器が、平行に配置された10〜50個の管状反応要素を含む、請求項20又は21に記載の方法。
- 前記第一の段階の反応器が、固体ポリマー、前記触媒錯体、及び溶媒の反応混合物を加
熱するための蒸気の入口及び出口を備える、請求項20〜22のいずれか一項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL2014048 | 2014-12-23 | ||
NL2014050A NL2014050B1 (en) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | Polymer degradation. |
NL2014048A NL2014048B1 (en) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | Improved reusable capture complex. |
NL2014050 | 2014-12-23 | ||
PCT/NL2015/050907 WO2016105200A1 (en) | 2014-12-23 | 2015-12-23 | Polymer degradation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018502977A JP2018502977A (ja) | 2018-02-01 |
JP6806701B2 true JP6806701B2 (ja) | 2021-01-06 |
Family
ID=55524420
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017552776A Active JP6806700B2 (ja) | 2014-12-23 | 2015-12-23 | 改良された再使用可能な捕獲複合体 |
JP2017552777A Active JP6806701B2 (ja) | 2014-12-23 | 2015-12-23 | ポリマーの分解 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017552776A Active JP6806700B2 (ja) | 2014-12-23 | 2015-12-23 | 改良された再使用可能な捕獲複合体 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (4) | US10316163B2 (ja) |
EP (3) | EP3594280B1 (ja) |
JP (2) | JP6806700B2 (ja) |
CN (3) | CN112457521A (ja) |
ES (4) | ES2786627T3 (ja) |
WO (2) | WO2016105198A1 (ja) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2014050B1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-10-03 | Loniqa Tech B V | Polymer degradation. |
WO2017111602A1 (en) | 2015-12-23 | 2017-06-29 | Ioniqa Technologies B.V. | Improved catalyst complex and method of degradation of a polymer material |
NL2018269B1 (en) * | 2017-01-31 | 2018-08-14 | Ioniqa Tech B V | Decomposition of condensation polymers |
JP2020015789A (ja) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 国立大学法人東北大学 | 分解性高分子材料、ハイブリッド材料及び無機成型材料、これらを用いたハイブリッド成型物、無機成型物、並びに高分子除去又は回収方法 |
GB2570019B (en) | 2018-09-17 | 2021-04-21 | Impact Laboratories Ltd | Plastic recycling process |
GB2586249B (en) * | 2019-08-13 | 2021-09-22 | Poseidon Plastics Ltd | Polymer recycling |
NL2023681B1 (en) | 2019-08-21 | 2021-04-13 | Ioniqa Tech B V | Method and reactor system for depolymerising a terephthalate-containing polymer into reusable raw material |
NL2024181B1 (en) | 2019-11-07 | 2021-07-20 | Ioniqa Tech B V | Reactor system and method of separating a first contaminant from a feed stream |
NL2024194B1 (en) * | 2019-11-08 | 2021-07-20 | Ioniqa Tech B V | Method for treatment of waste material and reactor system thereof |
EP4155342A1 (en) * | 2020-06-26 | 2023-03-29 | Korea Research Institute of Chemical Technology | Efficient depolymerization method of polymer comprising ester functional group, and purification method thereof |
NL2026273B1 (en) | 2020-08-14 | 2022-04-13 | Ioniqa Tech B V | Depolymerization method of a waste polymer material and system therefore |
CN114315728B (zh) * | 2020-10-12 | 2024-04-19 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种咪唑类离子液体及其在醇解聚2,5-呋喃二甲酸酯中的应用 |
CN115340706A (zh) * | 2021-05-13 | 2022-11-15 | 北京化工大学 | 一种基于磁性可回收纳米催化剂降解废旧聚酯的方法 |
NL2028500B1 (en) | 2021-06-21 | 2022-12-29 | Ioniqa Tech B V | Method and reactor system for depolymerizing a terephthalate-polymer into reusable raw material |
NL2028499B1 (en) | 2021-06-21 | 2022-12-29 | Ioniqa Tech B V | Method and reactor system for depolymerizing a terephthalate-polymer into reusable raw material |
DE102021115988A1 (de) | 2021-06-21 | 2022-12-22 | Puren Gmbh | Verfahren zum chemischen Recycling von Polyethylenfuranoat (PEF), PUR/PIR-Hartschaum und Verfahren zur Herstellung von PUR/PIR-Hartschäumen |
NL2028883B1 (en) | 2021-07-29 | 2023-02-02 | Ioniqa Tech B V | Method and reactor system for depolymerizing a polymer using a reusable catalyst |
TWI789885B (zh) * | 2021-08-26 | 2023-01-11 | 南亞塑膠工業股份有限公司 | 利用離子液體改善回收型對苯二甲酸乙二醇酯的色相的方法 |
TWI786787B (zh) * | 2021-08-26 | 2022-12-11 | 南亞塑膠工業股份有限公司 | 利用離子液體觸媒回收聚酯織物的方法 |
TWI795932B (zh) * | 2021-10-01 | 2023-03-11 | 南亞塑膠工業股份有限公司 | 離子液體觸媒及其製法 |
NL2030566B1 (en) | 2022-01-17 | 2023-07-27 | Ioniqa Tech B V | Method for depolymerizing a polymer into reusable raw material |
EP4353774A1 (en) | 2022-10-10 | 2024-04-17 | Polykey Polymers, S.L. | Low-temperature organocatalyzed depolymerization of poly(ethylene terephthalate) |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA27907C2 (uk) * | 1992-05-18 | 2000-10-16 | Свіг Пті Лтд | Спосіб переробки матеріалів, що містять поліетилентерефталат, з видаленням забруднень з поліетилентерефталату (варіанти) |
EP0854130A1 (en) * | 1997-01-15 | 1998-07-22 | Eastman Kodak Company | Recovery of monomers from polyethylene naphthalate |
EP1354025A1 (en) * | 2001-01-26 | 2003-10-22 | Ciba SC Holding AG | Process for the preparation of water-soluble granules or particles of saldimine-type manganese complexes |
JP2004337748A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Kumamoto Technology & Industry Foundation | 金属回収・分離剤、それを用いた金属の回収・分離方法 |
US7649068B2 (en) * | 2005-02-16 | 2010-01-19 | Dow Corning Corporation | Polymer particles and encapsulated compositions using organoborane amine complexes |
CN101535391A (zh) * | 2006-11-15 | 2009-09-16 | 氰特表面技术有限公司 | 可辐射固化混杂复合物及方法 |
CN101250285B (zh) * | 2007-10-10 | 2011-04-20 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法 |
DE102008021511A1 (de) * | 2008-04-30 | 2009-11-05 | Clariant International Limited | Pigmentdispergatoren und leicht dispergierbare feste Pigmentzubereitungen |
NL2010439C2 (en) | 2013-03-12 | 2014-09-24 | Ioniqa Technologies B V | Magnetic fluid. |
NL2011025C2 (en) | 2013-06-24 | 2014-12-29 | Ioniqa Technologies B V | Polymer degradation. |
CN103381373B (zh) * | 2013-07-24 | 2016-01-20 | 太原理工大学 | 一种磁性纳米咪唑类离子液体催化剂及其催化合成聚甲醛二甲醚的方法 |
CN203565055U (zh) * | 2013-08-16 | 2014-04-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 列管式反应器 |
CN103641678B (zh) * | 2013-12-03 | 2015-05-20 | 上海应用技术学院 | 一种降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法 |
-
2015
- 2015-12-23 US US15/539,539 patent/US10316163B2/en active Active
- 2015-12-23 JP JP2017552776A patent/JP6806700B2/ja active Active
- 2015-12-23 ES ES15841112T patent/ES2786627T3/es active Active
- 2015-12-23 CN CN202011279128.8A patent/CN112457521A/zh active Pending
- 2015-12-23 EP EP19194624.3A patent/EP3594280B1/en active Active
- 2015-12-23 EP EP15841111.6A patent/EP3237512B1/en active Active
- 2015-12-23 US US15/539,494 patent/US10323135B2/en active Active
- 2015-12-23 ES ES19194624T patent/ES2941938T3/es active Active
- 2015-12-23 CN CN201580076798.0A patent/CN107567472B/zh active Active
- 2015-12-23 WO PCT/NL2015/050905 patent/WO2016105198A1/en active Application Filing
- 2015-12-23 WO PCT/NL2015/050907 patent/WO2016105200A1/en active Application Filing
- 2015-12-23 ES ES15841111T patent/ES2761830T3/es active Active
- 2015-12-23 JP JP2017552777A patent/JP6806701B2/ja active Active
- 2015-12-23 CN CN201580076799.5A patent/CN107406618B/zh active Active
- 2015-12-23 EP EP15841112.4A patent/EP3237513B1/en active Active
-
2016
- 2016-12-23 ES ES20179077T patent/ES2924284T3/es active Active
-
2019
- 2019-05-21 US US16/418,696 patent/US10947362B2/en active Active
- 2019-05-22 US US16/419,248 patent/US10954355B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016105200A1 (en) | 2016-06-30 |
JP6806700B2 (ja) | 2021-01-06 |
ES2924284T3 (es) | 2022-10-05 |
EP3237512A1 (en) | 2017-11-01 |
CN107406618B (zh) | 2021-02-23 |
CN112457521A (zh) | 2021-03-09 |
CN107567472A (zh) | 2018-01-09 |
ES2761830T3 (es) | 2020-05-21 |
EP3237513A1 (en) | 2017-11-01 |
CN107406618A (zh) | 2017-11-28 |
EP3594280A1 (en) | 2020-01-15 |
US10947362B2 (en) | 2021-03-16 |
CN107567472B (zh) | 2020-12-04 |
EP3237513B1 (en) | 2020-03-11 |
WO2016105198A1 (en) | 2016-06-30 |
US20170369670A1 (en) | 2017-12-28 |
US20190375910A1 (en) | 2019-12-12 |
JP2018502977A (ja) | 2018-02-01 |
ES2941938T3 (es) | 2023-05-26 |
EP3594280B1 (en) | 2023-02-01 |
US10323135B2 (en) | 2019-06-18 |
US10316163B2 (en) | 2019-06-11 |
ES2786627T3 (es) | 2020-10-13 |
JP2018508642A (ja) | 2018-03-29 |
EP3237512B1 (en) | 2019-09-11 |
US20190338101A1 (en) | 2019-11-07 |
US10954355B2 (en) | 2021-03-23 |
US20180037710A1 (en) | 2018-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6806701B2 (ja) | ポリマーの分解 | |
US10703703B2 (en) | Polymer degradation | |
Veregue et al. | Ultrasmall cobalt nanoparticles as a catalyst for PET glycolysis: a green protocol for pure hydroxyethyl terephthalate precipitation without water | |
NL2014050B1 (en) | Polymer degradation. | |
Adam et al. | Tetramethylguanidine–silica nanoparticles as an efficient and reusable catalyst for the synthesis of cyclic propylene carbonate from carbon dioxide and propylene oxide | |
Kumar et al. | Dual catalysis with magnetic chitosan: direct synthesis of cyclic carbonates from olefins with carbon dioxide using isobutyraldehyde as the sacrificial reductant | |
NL2018269B1 (en) | Decomposition of condensation polymers | |
CN114133621B (zh) | 降解聚合物材料的改善的催化剂络合物和方法 | |
Keshipour et al. | Magnetic d‐penicillamine‐functionalized cellulose as a new heterogeneous support for cobalt (II) in green oxidation of ethylbenzene to acetophenone | |
Sun et al. | Fe3O4 Nanodispersions as Efficient and Recoverable Magnetic Nanocatalysts for Sustainable PET Glycolysis | |
Kugelmass et al. | Photothermal mediated chemical recycling to monomers via carbon quantum dots | |
Mogharbel et al. | Polymer quantum dots doped in metal organic framework for sono-catalytic degradation of sulfamethazine | |
KR102082274B1 (ko) | 유기 아연 담지 촉매, 이의 제조 방법, 및 상기 촉매를 이용한 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법 | |
KR20240041341A (ko) | 재사용 가능한 촉매를 사용하여 중합체를 해중합하는 방법 및 반응기 시스템 | |
NL2017033A (en) | Improved catalyst complex and method of degradation of a polymer material | |
EP4323440A1 (en) | Method for the production of a polyhydric alcohol from a urethane containing polymer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181122 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191025 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191111 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200212 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200601 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201001 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20201001 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20201020 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20201026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6806701 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |