JP2000227430A - ポリウレタン樹脂の分析方法 - Google Patents

ポリウレタン樹脂の分析方法

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JP2000227430A
JP2000227430A JP11026800A JP2680099A JP2000227430A JP 2000227430 A JP2000227430 A JP 2000227430A JP 11026800 A JP11026800 A JP 11026800A JP 2680099 A JP2680099 A JP 2680099A JP 2000227430 A JP2000227430 A JP 2000227430A
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Japan
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pressure
analysis
decomposition
polyurethane resin
water
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JP11026800A
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English (en)
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Masami Ide
正美 井手
Kiyoshi Moriya
清志 守屋
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Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
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Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全所要時間が短時間ですむポリウレタン樹脂
の分析方法を提供する。 【解決手段】 ポリウレタン樹脂を分解して出発原料を
特定する分析方法において、水、アルコールから選択さ
れる高温高圧流体で前記樹脂を分解することを特徴とす
る前記分析方法により解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】ポリウレタン樹脂を分解して
出発原料を特定する分析方法に関する。更には、全所要
時間が短時間ですむポリウレタン樹脂の分析方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ポリウレタン樹脂を化学的に分解して、
その出発原料を調べることはウレタン業界では以前から
行われている。重合した樹脂を分析することで、出発原
料の種類、配合比等が正しく行われたかどうかの検証や
部分的な配合の偏り等の検証を行うことができる。その
結果を、ポリウレタン樹脂の合成条件の管理、品質管理
に利用することができる。
【0003】ポリウレタン樹脂の分析方法としては、コ
リッシュ分解による定性定量分析が一般に知られてい
る。(P.J.Corish ,Anal.Chem,31,(8),1298(1959))この
方法により、当該樹脂の構成成分を知ることができる。
具体的には、ポリウレタン樹脂をアルカリ水溶液で加水
分解し、その分解物を有機溶媒で抽出分離することによ
り水溶成分、油溶成分に分離する。その後、水溶液中に
含まれる水溶成分である酸、及びグリコールをpH調
整、溶媒抽出等で分離することにより、ポリエステルを
構成している物質が定量的に回収される。また一方、有
機溶媒中に含まれる油溶成分であるポリアミン、ポリエ
ーテルを、吸着、溶媒抽出等で分離することにより原料
ポリイソシアネートが定性され、更に、ポリエーテル成
分を定性することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のコ
リッシュ分解による定性定量分析方法は、分解工程に約
1日の時間を要し、全所要時間として2日以上必要であ
る。このため、生産の工程分析等の品質管理用の分析方
法としては、不向きであり、1時間以内程度で結果が判
明する分析方法が求められていた。
【0005】なお、特開平9−151270号公報に
は、超臨界水又は高温高圧水でエーテル結合、エステル
結合、アミド結合の少なくともいずれかの加水分解性結
合を有する化合物の化学プラント内廃棄物の分解方法が
示されている。
【0006】しかしながら、特開平9−151270号
公報には、分析工程の時間短縮について、何ら示唆する
記載はない。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決するために鋭意検討の結果、分解の手段を超臨
界状態の流体を用いることで、短時間に分解が終了し、
更に分解後の処理が容易であることを見出して本発明を
完成させた。
【0008】すなわち本発明はポリウレタン樹脂を分解
して出発原料特定する分析方法において、水、アルコー
ルから選択される高温高圧流体で前記樹脂を分析するこ
とを特徴とする分析方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】更に本発明を詳細に説明する。本
発明の分析の対象とするポリウレタン樹脂は、ウレタン
結合基及び/又はウレア結合基を含有する樹脂であり、
また、ウレトジオン結合基、イソシアヌレート結合基、
カルボジイミド結合基、エステル結合、エーテル結合、
カーボネート結合等のようなその他の結合基を有してい
てもよい。また、ポリウレタン樹脂の形状は、軟質フォ
ーム、硬質フォーム、エラストマー、フィルム、シート
等、特に限定はない。
【0010】本発明の方法で分析できるウレタン樹脂
は、有機イソシアネート成分、ポリオール成分及び/又
は鎖延長剤成分からなるものである。
【0011】この有機イソシアネートとしては、トリレ
ンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、ジフェニルエーテルジイソシアネート、キシリレン
ジイソシアネート、ナフチレンジイシソシアネート、フ
ェニレンジイソシアネート、テトラメチレンキシリレン
ジイソシアネート、ジメチルジフェニルジイソシアネー
ト、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、
及びこれらの各異性体等の芳香族イソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネー
ト、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、及び
これらの異性体等の脂肪族イソシアネート、イソホロン
ジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、
水素添加キシリレンジイソシアネート、水素添加ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、及びこれらの異性体等の
脂環族ジイソシアネート、ウレトジオン変性体、イソシ
アヌレート変性体、カルボジイミド変性体、ウレトンイ
ミン変性体、これらの混合物等が挙げられる。なお、本
発明においては、有機イソシアネートは、有機アミンの
形で検出される。
【0012】ポリオールとしては、ポリエステルポリオ
ール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリ
オール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオー
ル、動植物性ポリオール、これらの混合物等が挙げられ
る。
【0013】鎖延長剤としては、分子量の比較的小さい
活性水素基含有化合物であり、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロ
パン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール等の
低分子ポリオール、エチレンジアミン、ヘキサメチレン
ジアミン、イソホロンジアミン等の低分子ポリアミン、
モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン等のよ
うな低分子アミノアルコール等が挙げられる。
【0014】近年、親水性極性基を含有させたポリオー
ルを用いたウレタン樹脂が出現してきているが、本発明
における分解方法は、このようなポリウレタン樹脂も問
題なく分解できる。親水性極性基としては、スルホン酸
(塩)、カルボン酸(塩)、リン酸(塩)、第3級アミ
ン、第4級アンモニウム塩等が挙げられる。
【0015】また、本発明は、フッ素、ケイ素を含有さ
せた原料を用いたポリウレタン樹脂も問題なく分解・分
析可能である。
【0016】本発明に用いる高温高圧流体としては、メ
タノール、エタノール等のアルコール類、水等が挙げら
れる。また、炭酸ガス、窒素等の不活性ガス類、メタ
ン、プロパン、ペンタン等の炭化水素類、クロロトリフ
ルオロカーボン、ジクロロジフルオロカーボン等のフロ
ン類、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジエ
チルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチル
ケトン等のケトン類を併用してもよい。本発明で好まし
いものは、ポリウレタン樹脂への分解能を考慮すると、
水、メタノールから選択されるものである。
【0017】本発明における「高温高圧流体」とは、超
臨界状態、亜臨界状態にある流体である。超臨界状態と
は、ある流体が臨界圧力及び臨界温度以上の状態にある
ことを示す。また、亜臨界状態とは、ある流体が臨界状
態に近い状態であることを示し、好ましい亜臨界状態
は、常圧における沸点以上の温度(水では100℃以
上)及び臨界圧の60%以上(水では13.1MPa)
である。なお、水の臨界圧力は21.83MPa、臨界
温度は374.15℃、メタノールの臨界圧力は7.8
9MPa、臨界温度は240.5℃である。
【0018】本発明に使用する分解器は、密閉が可能で
あり、高温・高圧に耐え、また、耐薬品性に優れていれ
ば、特に制限はない。例えば、ステンレス製の耐熱・耐
圧容器等が使用できる。
【0019】具体的な分析手順は、例えば、耐熱・耐圧
容器に分析するポリウレタン樹脂、水やメタノール等の
高温高圧流体となるべき物質を入れ、密閉した後、20
0〜400℃に数分間加熱する。圧力は、容器の内容
量、温度、容器に入れる流体(水、メタノール等)の量
で調整する。分解後、分解物を容器から取り出し、ゲル
パーミエーションクロマトグラフィー分析(GPC)、
赤外線吸光度分析(IR)、核磁気共鳴分析(NM
R)、紫外線吸光度分析(UV)等の各種分析を行って
ポリウレタン樹脂の定性定量分析ができることになる。
なお、ポリウレタン樹脂中のイソシアネート成分はアミ
ンの形で回収することになる。
【0020】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。なお、本発明において、「%」は「質量%」であ
る。
【0021】〔分析サンプルの合成〕 合成例1 ジフェニルメタンジイソシアネートとポリフェニレンポ
リメチレンポリイソシアネートからなるイソシアネート
液(イソシアネート含量=32.5%)33部と、ポリ
エーテルポリオール62.4部、水2.7部、アミン触
媒1.9部からなるポリオール液67部を混合(イソシ
アネートインデックス=100)、発泡させて軟質ポリ
ウレタンフォーム93.4部を得た。
【0022】合成例2 ジフェニルメタンジイソシアネートとポリフェニレンポ
リメチレンポリイソシアネートからなるイソシアネート
液(イソシアネート含量=31.0%)58.7部と、
ポリエーテルポリオール38.6部(イソシアネートイ
ンデックス=90)、水1.5部、アミン触媒1.2部
からなるポリオール液41.3部を混合、発泡させて硬
質ポリウレタンフォーム96.3部を得た。
【0023】実施例1 内容積5.4mlのステンレス製耐圧容器に合成例1で
得た軟質ポリウレタンフォームを0.1g入れ、水を
4.4ml加えて、250℃の浴につけた。2分後、浴
から耐圧容器を取り出し、冷水中につけ冷却し、分解を
終了した。浸漬開始から50℃以下になるまでの時間は
1分であった。ここで、250℃における容器内圧力
は、20MPaであり、分解中の水の状態は亜臨界状態
であった。得られた分解物をテトラヒドロフラン(TH
F)に溶解し、GPC測定、13C−NMR測定により分
析を行った。分析結果は、ジフェニルメタンジアミンと
ポリフェニレンポリメチレンポリアミンの混合物が30
%、ポリエーテルポリオールが65%であった。ここま
での分解及びその処理、分析工程は合計1時間以内で終
了した。
【0024】実施例2 実施例1において、合成例2で得た硬質ポリウレタンフ
ォームを使用する以外は、実施例1と同条件で分解、分
析を行った。分析結果は、ジフェニルメタンジアミンと
ポリフェニレンポリメチレンポリアミンの混合物が55
%、ポリエーテルポリオールが40%であった。ここま
での分解及びその処理、分析工程は合計1時間以内で終
了した。
【0025】実施例3 実施例1と同一の容器に合成例1で得た軟質ポリウレタ
ンフォームを0.1g入れ、1.6mlのメタノールを
加えて、250℃の浴につけた。1分後、浴から耐圧容
器を取り出し、冷水中につけ冷却し、分解を終了した。
浸漬開始から50℃以下になるまでの時間は1分であっ
た。ここで、250℃における容器内圧力は、10MP
aであり、分解中のメタノールの状態は超臨界状態であ
った。得られた分解物を、実施例1と同様にGPC、13
C−NMRにより分析を行った。分析結果は、ジフェニ
ルメタンジアミンとポリフェニレンポリメチレンポリア
ミンの混合物が28%、ポリエーテルポリオールが65
%であった。ここまでの分解及びその処理、分析工程は
合計1時間以内で終了した。
【0026】比較例1 内容積100mlのステンレス製耐圧容器に1gの軟質
ポリウレタンフォームを入れ、水50ml、エタノール
30ml、水酸化カリウム33gを加えて、160℃の
加熱炉中で、16時間加熱した。内圧は3MPaであっ
た。その後冷水で10分間冷却し、50℃以下にまで
し、分解を完了した。この分解混合物を、エバポレート
して、エタノールを除去し、その後1,2−ジクロロエ
タンで抽出分離することにより水層、油層に分離した。
水層からは、溶解物は、確認されなかった。油層は脱水
剤で処理し、吸着剤でアミンを吸着した。上澄み液を濃
縮、乾燥させて、溶解物を回収した。これをGPC、13
C−NMRにより分析したところ、ポリエーテルポリオ
ールが確認された。アミンを吸着した吸着剤は、水で処
理してアミンを溶解させ、水酸化カリウムでアルカリ性
にして、再度1,2−ジクロロエタンで抽出し、濃縮、
乾燥させて、溶解物を回収した。これをGPC、13C−
NMRにより分析したところ、ジフェニルメタンジアミ
ンとポリフェニレンポリメチレンアミンが確認された。
分析結果は、ジフェニルメタンジアミンとポリフェニレ
ンポリメチレンポリアミンの混合物が30%、ポリエー
テルポリオールが65%であった。ここまでの分解及び
その処理、分析工程は、合計30時間を要した。
【0027】
【発明の効果】従来のコリッシュ分解を用いたポリウレ
タン樹脂の分析方法では全所要時間が1〜2日であった
ものが、本発明の方法では、1〜2時間で完了できる。
従って、本発明は、生産の工程分析等の品質管理にも応
用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G042 AA05 BD10 BD13 BD18 CA07 CB06 DA05 FA19 FA20 4G075 AA22 AA32 BA05 BA10 BD16 CA02 CA57 EB12 4J034 AA03 AA04 AA05 BA03 CA02 CA04 CA05 CA13 CA15 CB03 CB04 CB07 CC03 CC05 CC23 CC26 CC45 CC52 CC61 CC62 CC65 CD01 DF01 DF02 DG01 DP12 DP18 EA11 HA01 HA02 HA06 HA07 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC46 HC52 HC53 HC61 HC64 HC67 HC70 HC71 HC73 LA06 LA08 LA34

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリウレタン樹脂を分解して出発原料を
    特定する分析方法において、水、アルコールから選択さ
    れる高温高圧流体で前記樹脂を分解することを特徴とす
    る前記分析方法。
JP11026800A 1999-02-04 1999-02-04 ポリウレタン樹脂の分析方法 Pending JP2000227430A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006046141A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd フューエルデリバリパイプ
WO2022124307A1 (ja) 2020-12-10 2022-06-16 Agc株式会社 オキシアルキレン重合体、その製造方法、硬化性組成物、硬化物

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