産総研：研究ハイライト PETボトルの常温原料化法を開発

材料・化学領域

PETボトルの常温原料化法を開発

資源循環型社会を推進する触媒利用化学リサイクル技術

触媒化学融合研究センター田中真司
中島裕美子

掲載日：2021/11/8

常温でPET樹脂を効率的に原料化

新しい分解法により、PET樹脂を効率的に原料化する触媒技術を開発した。反応温度を、現行法のおよそ200 ℃から常温まで低下させることに成功。「ボトルtoボトル」リサイクルの低コスト化が期待できる。

ケミカルリサイクルでの高い反応温度が大きな課題

最近、プラスチックごみによる環境汚染問題が注目を集めている。ポリエチレンテレフタレート (PET) 樹脂は、食品用ボトルや繊維として現代社会で欠かすことのできないプラスチック材料であり、効率的なリサイクルを行うための基盤技術の開発が急務である。PET樹脂を一度低分子化合物へと化学的に分解するケミカルリサイクル法では、元のPET製品と同じ品質の製品を製造することが可能となる。しかし、この方法は分解処理のために200℃程度の高い温度が必要なため高コストとなる。反応温度を大幅に下げることが課題である。

副生成物を捕捉することで、常温でのPETの全分解に成功

PET樹脂の分解反応により生成するエチレングリコールを炭酸ジメチルで捕捉し、炭酸エチレンへと変換することで、反応を促進することを着想した。実験の結果、飲料用PETボトルをフレーク状にした試料を、室温での3時間の反応でおよそ90%、50℃ではすべて分解できた。この反応で生成するテレフタル酸ジメチルは、高純度（＞99%）で簡単に単離でき、PETの原料として再利用可能である。また、副生成物である炭酸エチレンはリチウムイオン電池の電解液などとして利用できる。さらに、触媒であるリチウムメトキシドは、反応完結後は不溶物として沈殿するため、容易に分離・回収できる。