JP2010168515A - Method for decomposing polymer and resulting decomposed product - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for decomposing polymer which can reduce a reaction inhibiting effect resulting from ethylene copolymer mixed therein by optimizing the reaction temperature during the cleavage reaction of crosslinking of a crosslinked polyethylene by means of alkyl carbonate; and the resulting decomposed product. <P>SOLUTION: The method to modify a polymer by means of alkyl carbonate includes reacting a material which is a mixture of at least two polymers comprising a crosslinked polymer using alkyl carbonate at the temperature higher than 335°C. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、アルキルカーボネートを用いることによる、異物が混在した架橋ポリマを処理するためのポリマ分解方法及びこれにより生成された分解反応物に関するものである。   The present invention relates to a polymer decomposition method for treating a cross-linked polymer in which foreign matters are mixed by using an alkyl carbonate, and a decomposition reaction product generated thereby.

環境問題への取組みが急務である現代社会において、廃棄物処理は重要な課題となっている。多様な廃棄物の中で、各種素材をはじめ複合材料などにも広く使用されているポリマについても例外ではない。これまでの検討の中で、熱可塑性ポリマは加熱すれば流動性を増して再度成形可能であることから、マテリアルリサイクルが進みつつある。また、天然資源代替、且つカーボンニュートラルであることから注目されているバイオマス由来ポリマについての検討なども活発に行われている。   Waste disposal is an important issue in today's society, where efforts to address environmental issues are urgently needed. Among various wastes, polymers widely used for various materials and composite materials are no exception. In the examination so far, material recycling is progressing because thermoplastic polymers can be re-molded with increased fluidity when heated. In addition, studies on biomass-derived polymers that are attracting attention because they are alternatives to natural resources and are carbon neutral are being actively conducted.

一方、熱硬化性ポリマや架橋ポリマ、ゴムなどは、加熱しても分子の三次元的なネットワークのために流動化が生じず、成形ができないのでマテリアルリサイクルが困難である。このため、一部でサーマルリサイクルが行なわれている他は、多くの場合が埋立等の廃棄処分に供されている。   On the other hand, thermosetting polymers, cross-linked polymers, rubbers, and the like are difficult to recycle materials because they are not fluidized and cannot be molded because of a three-dimensional network of molecules even when heated. For this reason, in addition to some thermal recycling being performed, in many cases, it is used for disposal such as landfill.

このような熱硬化性ポリマや架橋ポリマについても、マテリアルリサイクルを実施しようとする動きが高まり、これを可能とする技術も現れつつある。例えば特許文献1〜3に示されるように、窒素酸化物やアルコールを用いて亜臨界、超臨界処理により分解する技術が開発されている。   With regard to such thermosetting polymers and cross-linked polymers, there is a growing movement to carry out material recycling, and a technology that makes this possible is emerging. For example, as shown in Patent Documents 1 to 3, a technique for decomposing by subcritical and supercritical processing using nitrogen oxides or alcohol has been developed.

特許3855006号公報Japanese Patent No. 3855006 特開2008−038006号公報JP 2008-038006 A 特開2002−187976号公報JP 2002-187976 A

Pietro Tundo,Maurizio Selva. Accounts of Chemica1 Research 35,706-716(2002)Pietro Tundo, Maurizio Selva. Accounts of Chemica1 Research 35, 706-716 (2002)

しかしながら、特許文献1及び2に示されるような架橋ポリエチレンを二酸化窒素により超臨界二酸化炭素中で分解する方法では、使用する二酸化窒素の毒性が問題であり、人体(特に呼吸器系)への悪影響が高いことやその毒性の強さから大気汚染防止法による環境基準にも設定されている。このため、可能な限りその使用を避けたい物質であり、より使用上安全な物質を用いたリサイクル方法の開発が求められる。   However, in the method of decomposing cross-linked polyethylene in supercritical carbon dioxide with nitrogen dioxide as shown in Patent Documents 1 and 2, the toxicity of nitrogen dioxide used is a problem, and adverse effects on the human body (particularly the respiratory system) It is also set as an environmental standard by the Air Pollution Control Law because of its high toxicity and its toxicity. For this reason, it is a substance that should be avoided as much as possible, and development of a recycling method using a safer substance for use is required.

また、特許文献3に示されるような高温のアルコールを用いる方法は、架橋ポリマ中のシロキサン結合を選択的に切断するものであり、シロキサン結合を架橋結合に利用したシラン架橋ポリマの熱可塑化には有効であるが、シロキサン結合を持たない架橋ポリマに対しては有効ではない。従って、例えばシラン架橋ポリマ中にシロキサン結合を持たない架橋ポリマが混在するような場合についてはマテリアルリサイクルが困難となるケースが想定される。   In addition, the method using high-temperature alcohol as disclosed in Patent Document 3 selectively cuts the siloxane bond in the crosslinked polymer, and is used for the thermoplasticization of the silane crosslinked polymer using the siloxane bond for the crosslinking bond. Is effective, but not effective for cross-linked polymers having no siloxane bonds. Accordingly, for example, in the case where a crosslinked polymer having no siloxane bond is mixed in the silane crosslinked polymer, a case where material recycling is difficult is assumed.

我々はこれまでに超臨界または亜臨界状態のアルキルカーボネートを用いて、架橋ポリマ特に架橋ポリエチレンの架橋結合を切断する方法(特願2008−161592)を見出した。   We have so far discovered a method (Japanese Patent Application No. 2008-161592) for cutting a cross-linked polymer, especially a cross-linked polyethylene, using a supercritical or subcritical alkyl carbonate.

アルキルカーボネートとして代表的なジメチルカーボネート(C363)は、非特許文献1に記載されるように毒性がなく安全性の高い溶剤であると共にアルキル化剤としてとして機能する。よって、アルキルカーボネートを用いることで、より安全に架橋ポリエチレンの架橋結合を切断することが可能となる。 Dimethyl carbonate (C 3 H 6 O 3 ), which is a typical alkyl carbonate, is a non-toxic and highly safe solvent as described in Non-Patent Document 1, and functions as an alkylating agent. Therefore, it becomes possible to cut | disconnect the bridge | crosslinking bond of crosslinked polyethylene more safely by using alkyl carbonate.

ところで、架橋ポリエチレンは広く電線・ケーブルの絶縁材料として使用されているが、電線・ケーブル廃材から架橋ポリエチレンを回収しようとした場合、架橋ポリエチレン層の外側にエチレン共重合体を含んだ半導電層が被覆されている電線・ケーブルに関しては、両者の分離が困難なために混在した状態で回収されてしまう。   By the way, although cross-linked polyethylene is widely used as an insulating material for electric wires and cables, when trying to recover cross-linked polyethylene from electric wire / cable waste, a semiconductive layer containing an ethylene copolymer is formed outside the cross-linked polyethylene layer. The covered wires / cables are collected in a mixed state because it is difficult to separate them.

これまでに、架橋ポリエチレンにエチレン共重合体を混入した系について、アルキルカーボネートを用いて、架橋ポリエチレンの架橋結合の切断を試みたところ、エチレン共重合体の存在により架橋ポリエチレンの架橋結合の切断が著しく阻害されることが分かってきた。   So far, we tried to cut the cross-linked polyethylene cross-linked polyethylene using alkyl carbonate for the system in which cross-linked polyethylene was mixed with ethylene copolymer. It has been found that it is significantly inhibited.

したがって、半導電層を含む電線・ケーブルを原料として架橋ポリエチレンの架橋結合の切断を行う場合には、エチレン共重合体による阻害影響が少なくなるような反応条件の最適化が必要となる。   Therefore, in the case of cutting the cross-linked polyethylene by using an electric wire / cable including a semiconductive layer as a raw material, it is necessary to optimize the reaction conditions so that the inhibitory influence by the ethylene copolymer is reduced.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、アルキルカーボネートを用いた架橋ポリエチレンの架橋結合の切断反応において、反応温度を最適化することにより、エチレン共重合体混入による反応阻害影響を低減化することができるポリマの分解方法及びこれにより生成された分解反応物を提供するものである。   Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to reduce the reaction inhibition effect due to mixing of the ethylene copolymer by optimizing the reaction temperature in the crosslinking reaction of the crosslinked polyethylene using the alkyl carbonate. The present invention provides a method for decomposing a polymer and a decomposition reaction product produced thereby.

上記目的を達成するために請求項1の発明は、アルキルカーボネートを用いてポリマを変性する方法において、架橋ポリマを含む少なくとも2種のポリマが混在した材料を、335℃を超える温度のアルキルカーボネートを用いて反応させることを特徴とするポリマの分解方法である。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a method for modifying a polymer using an alkyl carbonate, wherein a material containing at least two kinds of polymers including a crosslinked polymer is mixed with an alkyl carbonate having a temperature exceeding 335 ° C. It is a method for decomposing a polymer characterized in that it is used and reacted.

請求項2の発明は、少なくとも2種のポリマが混在する材料中において、前記架橋ポリマ以外のポリマがエチレン共重合体からなる請求項1記載のポリマの分解方法である。   The invention according to claim 2 is the polymer decomposing method according to claim 1, wherein the polymer other than the crosslinked polymer is made of an ethylene copolymer in a material in which at least two kinds of polymers are mixed.

請求項3の発明は、前記架橋ポリマが、ポリオレフィン系樹脂である請求項1又は2に記載のポリマの分解方法である。   The invention according to claim 3 is the polymer decomposing method according to claim 1 or 2, wherein the cross-linked polymer is a polyolefin resin.

請求項4の発明は、前記ポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレンである請求項3に記載のポリマの分解方法である。   The invention according to claim 4 is the polymer decomposing method according to claim 3, wherein the polyolefin resin is polyethylene.

請求項5の発明は、前記アルキルカーボネートが、ジメチルカーボネートである請求項1〜4のいずれかに記載のポリマの分解方法である。   The invention according to claim 5 is the polymer decomposition method according to any one of claims 1 to 4, wherein the alkyl carbonate is dimethyl carbonate.

請求項6の発明は、請求項1〜5に記載の分解方法にて生成された分解反応物のゲル分率が20%以下であることを特徴とする分解反応物である。   The invention of claim 6 is a decomposition reaction product characterized in that the decomposition reaction product produced by the decomposition method of claims 1 to 5 has a gel fraction of 20% or less.

本発明によれば、架橋ポリエチレンにEVAまたはEEAなどのエチレン共重合体の異物が混在した場合でも、アルキルカーボネートにより架橋ポリエチレン主鎖の熱分解がほとんどなく、且つ架橋結合を優先的に切断することができる。これより、実際の電線・ケーブル廃材を原料とした架橋ポリエチレンのマテリアルリサイクルが可能となる。   According to the present invention, even when foreign matter of an ethylene copolymer such as EVA or EEA is mixed in the crosslinked polyethylene, there is almost no thermal decomposition of the crosslinked polyethylene main chain by the alkyl carbonate, and the crosslinked bond is preferentially cut. Can do. As a result, material recycling of cross-linked polyethylene using actual wire / cable waste as a raw material becomes possible.

本発明の検討に使用した実験装置の模式図を示したものである。The schematic diagram of the experimental apparatus used for examination of this invention is shown.

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。   A preferred embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

先ず本発明は、架橋ポリマを含む少なくとも2種のポリマが混在した材料を、335℃を超える温度のアルキルカーボネートを用いて反応させるもので、特に架橋ポリマに異物が混在した場合でも、335℃を超える高温領域で反応させれば架橋ポリマの架橋結合を切断することができるものである。   First, in the present invention, a material in which at least two kinds of polymers including a crosslinked polymer are mixed is reacted by using an alkyl carbonate having a temperature exceeding 335 ° C. If the reaction is carried out in a higher temperature range, the crosslinked bond of the crosslinked polymer can be cut.

さらに、架橋ポリマの主鎖の熱分解温度未満となる温度範囲で反応させることで、主鎖の熱分解を抑制し架橋結合を選択的に切断することが可能となる。また、後述の実施例に記載したように本発明は30分以内の反応時間におけるものであって、30分を超える条件は工業的に有意義とは言えないため実施していない。30分を越えるような長時間で反応を行えば、ある程度の低温条件でも架橋結合が切断された反応生成物が得られる可能性はある。   Furthermore, by reacting in a temperature range that is lower than the thermal decomposition temperature of the main chain of the crosslinked polymer, it is possible to suppress the thermal decomposition of the main chain and selectively break the cross-linked bond. In addition, as described in the examples described later, the present invention is for a reaction time of 30 minutes or less, and conditions exceeding 30 minutes are not implemented because it cannot be considered industrially significant. If the reaction is carried out for a long time exceeding 30 minutes, there is a possibility that a reaction product in which the cross-linked bond is broken is obtained even under a certain low temperature condition.

架橋ポリマに混在した異物とは、特にエチレン共重合体である。   The foreign matter mixed in the crosslinked polymer is particularly an ethylene copolymer.

エチレン共重合体とは、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、エチレンエチルアクリレートコポリマー(EEA)、エチレンプロピレンゴムなどが挙げられる。例えば、架橋ポリマにEVAまたはEEAが異物として混在する場合、0.5mass%程度の微量のEVAまたはEEAが混在しても架橋結合切断反応が阻害され、5mass%程度混在すれば阻害影響は飽和することが分かっている。   Examples of the ethylene copolymer include ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene ethyl acrylate copolymer (EEA), and ethylene propylene rubber. For example, when EVA or EEA is mixed as a foreign substance in the crosslinked polymer, even if a very small amount of EVA or EEA of about 0.5 mass% is mixed, the cross-linking cleavage reaction is inhibited, and if about 5 mass% is mixed, the inhibition effect is saturated. I know that.

架橋ポリマとは特にポリオレフィン系樹脂であり、ポリオレフィン系樹脂とは特に架橋ポリエチレンである。   The crosslinked polymer is particularly a polyolefin resin, and the polyolefin resin is particularly a crosslinked polyethylene.

また、アルキルカーボネートとしては、特にジメチルカーボネートであることが好ましい。   The alkyl carbonate is particularly preferably dimethyl carbonate.

次に、図1により架橋ポリマを含む少なくとも2種のポリマが混在した材料をアルキルカーボネートにより処理する装置を説明する。   Next, an apparatus for treating a material in which at least two kinds of polymers including a crosslinked polymer are mixed with an alkyl carbonate will be described with reference to FIG.

図1において、1はソルトバスで、アジテータ5とヒータ6とを備え、制御装置8にてソルトバス1内が所定の温度に加熱される。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a salt bath, which includes an agitator 5 and a heater 6, and the inside of the salt bath 1 is heated to a predetermined temperature by a control device 8.

このソルトバス1に、架橋ポリマを含む少なくとも2種のポリマが混在した材料とアルキルカーボネートを封入した容量20ccのSUS製反応容器2を投入する。   A SUS reaction vessel 2 having a capacity of 20 cc in which a material in which at least two kinds of polymers including a crosslinked polymer are mixed and an alkyl carbonate is enclosed is charged into the salt bath 1.

ここで、反応容器2内は、架橋ポリマを含む少なくとも2種のポリマが混在した材料とアルキルカーボネートを封入後、ポリマの酸化を防止するために、Arガスなどの不活性ガスを配管7を通して反応容器2内に供給すると共に同じく配管7と減圧バルブ4を介して反応容器2内をArガスで十分にパージしてからソルトバス1に投入する。   Here, in the reaction vessel 2, an inert gas such as Ar gas is reacted through a pipe 7 in order to prevent oxidation of the polymer after enclosing a material in which at least two kinds of polymers including a crosslinked polymer are mixed and an alkyl carbonate. The reaction vessel 2 is sufficiently purged with Ar gas through the pipe 7 and the pressure reducing valve 4 and supplied to the salt bath 1 after being supplied into the vessel 2.

有機化合物とアルキルカーボネートは、反応容器2内でアルキルカーボネートが所定の温度・圧力(高圧状態、或いは超臨界、亜臨界状態)に昇温・昇圧され、架橋ポリマはアルキルカーボネートとの反応により分解される。   The organic compound and the alkyl carbonate are heated to a predetermined temperature and pressure (high pressure state, supercritical state, subcritical state) in the reaction vessel 2, and the crosslinked polymer is decomposed by the reaction with the alkyl carbonate. The

このとき、反応中の圧力は、反応容器2に接続された圧力計3によって常時モニタリングされる。所定の反応時間が経過したら、ソルトバス1から反応容器2を取り出して水冷する。水冷後、反応容器2内が十分に減圧されたら、反応容器2から反応生成物及び液状残渣物を取り出す。   At this time, the pressure during the reaction is constantly monitored by a pressure gauge 3 connected to the reaction vessel 2. When a predetermined reaction time has elapsed, the reaction vessel 2 is taken out from the salt bath 1 and cooled with water. After the water cooling, when the pressure in the reaction vessel 2 is sufficiently reduced, the reaction product and the liquid residue are taken out from the reaction vessel 2.

図1に示すような装置で、ジメチルカーボネートにより、EVAまたはEEAを架橋ポリエチレンに混在させた条件で、架橋ポリエチレンの架橋結合を切断する検討を行った。   With the apparatus as shown in FIG. 1, the examination which cut | disconnects the bridge | crosslinking bond of crosslinked polyethylene on the conditions which EVA or EEA was mixed with crosslinked polyethylene by dimethyl carbonate was performed.

使用した架橋ポリエチレンは、電線被覆材として使用されるものと同じ配合に調整したものであって、有機過酸化物によりポリエチレン分子鎖の炭素原子同士を直接的に架橋した分子骨格を有する。また、この架橋ポリエチレンのゲル分率を測定したところ84%であった。ここで、ゲル分率とは、ポリマの架橋度を示す指標であり、金網に入れたポリマを110℃熱キシレン中で24時間抽出させた後、金網に残ったポリマの重量を元のポリマの重量で割った百分率のことである。   The used cross-linked polyethylene is adjusted to the same composition as that used as the wire covering material, and has a molecular skeleton in which carbon atoms of polyethylene molecular chains are directly cross-linked by an organic peroxide. Moreover, it was 84% when the gel fraction of this crosslinked polyethylene was measured. Here, the gel fraction is an index indicating the degree of cross-linking of the polymer, and after the polymer put in the wire mesh is extracted in hot xylene at 110 ° C. for 24 hours, the weight of the polymer remaining in the wire mesh is calculated based on the weight of the original polymer. Percentage divided by weight.

表1に示す条件で、予め所定の温度に加熱しておいたソルトバスに、架橋ポリエチレンを1.42g(約95mass%)、EVAまたはEEAを0.08g(約5mass%)、ジメチルカーボネートを所定の圧力になるよう調整した量を仕込んだ反応容器を投入した。これまでの検討から、EVAまたはEEAは5mass%混在すれば架橋ポリエチレンの架橋結合切断反応を十分に阻害し、これ以上EVAまたはEEAを増やしても反応生成物のゲル分率は増加しないことを確認しており、今回EVAまたはEEAは約5mass%一定とした。反応時間は7.5分または30分とした。ここで、反応時間とは反応容器をソルトバスに投入した時点から反応容器をソルトバスから取り出した時点までとした。またソルトバスの設定温度をアルキルカーボネートの温度とみなし反応を行った。   Under a condition shown in Table 1, 1.42 g (about 95 mass%) of crosslinked polyethylene, 0.08 g (about 5 mass%) of EVA or EEA, and dimethyl carbonate are predetermined in a salt bath heated to a predetermined temperature in advance. A reaction vessel charged with an amount adjusted to a pressure of was charged. From previous studies, it was confirmed that 5% by mass of EVA or EEA sufficiently inhibited the cross-linked polyethylene cross-linking reaction, and that the gel fraction of the reaction product does not increase even if EVA or EEA is increased further. This time, EVA or EEA was fixed at about 5 mass%. The reaction time was 7.5 minutes or 30 minutes. Here, the reaction time was from the time when the reaction vessel was put into the salt bath to the time when the reaction vessel was taken out from the salt bath. Further, the reaction was carried out by regarding the set temperature of the salt bath as the temperature of the alkyl carbonate.

反応時間経過後、反応容器をソルトバスから取り出して十分に水冷し、残圧を抜いてから反応生成物を回収した。   After the reaction time elapsed, the reaction vessel was taken out of the salt bath and sufficiently cooled with water, and the reaction product was collected after releasing the residual pressure.

ジメチルカーボネートにより架橋ポリエチレンの架橋結合が切断されているかを評価するために、反応生成物のゲル分率の測定を行った。   In order to evaluate whether the cross-linked bond of the cross-linked polyethylene was cut by dimethyl carbonate, the gel fraction of the reaction product was measured.

架橋ポリエチレンの架橋結合の切断についての判定は、反応生成物のゲル分率が20%未満であれば、架橋ポリエチレンの架橋結合が十分に切断されており、ポリエチレン材として電線・ケーブルの絶縁材をはじめ他の用途にマテリアルリサイクルが可能であると判断(合格)し、ゲル分率が20%以上であれば不合格とした。   As for the determination of the cross-linked bond breakage of the cross-linked polyethylene, if the gel fraction of the reaction product is less than 20%, the cross-linked polyethylene cross-linked bond is sufficiently cut, and the insulation material of the electric wire / cable is used as the polyethylene material. First, it was judged (passed) that material recycling was possible for other uses, and if the gel fraction was 20% or more, it was rejected.

Figure 2010168515
Figure 2010168515

次に表1に示した実施例1〜6を説明する。   Next, Examples 1 to 6 shown in Table 1 will be described.

〔実施例1〕
ジメチルカーボネートによりEVAが5mass%混在した架橋ポリエチレンの架橋結合を切断する実験を行った。ソルトバスの温度は340℃に設定し、反応時間30分の条件で実験したところ、反応生成物のゲル分率は16%であり、EVAが5mass%混在していても架橋ポリエチレンの架橋結合がジメチルカーボネートにより十分切断されることが示唆された。
[Example 1]
An experiment was conducted in which dimethyl carbonate cuts the cross-linked bond of cross-linked polyethylene containing 5 mass% EVA. The temperature of the salt bath was set at 340 ° C., and an experiment was conducted under the conditions of a reaction time of 30 minutes. As a result, the gel fraction of the reaction product was 16%. It was suggested that it was sufficiently cleaved by dimethyl carbonate.

〔実施例2〕
ジメチルカーボネートによりEVAが5mass%混在した架橋ポリエチレンの架橋結合を切断する実験を行った。ソルトバスの温度は350℃に設定し、反応時間30分の条件で実験したところ、反応生成物のゲル分率は7%であり、EVAが5mass%混在していても架橋ポリエチレンの架橋結合がジメチルカーボネートにより十分切断されることが示唆された。
[Example 2]
An experiment was conducted in which dimethyl carbonate cuts the cross-linked bond of cross-linked polyethylene containing 5 mass% EVA. The temperature of the salt bath was set to 350 ° C., and an experiment was conducted under the condition of a reaction time of 30 minutes. As a result, the gel fraction of the reaction product was 7%. It was suggested that it was sufficiently cleaved by dimethyl carbonate.

〔実施例3〕
ジメチルカーボネートによりEVAが5mass%混在した架橋ポリエチレンの架橋結合を切断する実験を行った。ソルトバスの温度は360℃に設定し、反応時間7.5分の条件で実験したところ、反応生成物のゲル分率は6%であり、EVAが5mass%混在していても架橋ポリエチレンの架橋結合がジメチルカーボネートにより十分切断されることが示唆された。
Example 3
An experiment was conducted in which dimethyl carbonate cuts the cross-linked bond of cross-linked polyethylene containing 5 mass% EVA. The temperature of the salt bath was set to 360 ° C., and an experiment was conducted under the condition of a reaction time of 7.5 minutes. It was suggested that the bond was sufficiently cleaved by dimethyl carbonate.

〔実施例4〕
ジメチルカーボネートによりEEAが5mass%混在した架橋ポリエチレンの架橋結合を切断する実験を行った。ソルトバスの温度は340℃に設定し、反応時間30分の条件で実験したところ、反応生成物のゲル分率は14%であり、EEAが5mass%混在していても架橋ポリエチレンの架橋結合がジメチルカーボネートにより十分切断されることが示唆された。
Example 4
An experiment was conducted in which dimethyl carbonate cuts a cross-linked bond of cross-linked polyethylene containing 5 mass% of EEA. The temperature of the salt bath was set to 340 ° C., and the experiment was conducted under the condition of a reaction time of 30 minutes. As a result, the gel fraction of the reaction product was 14%. It was suggested that it was sufficiently cleaved by dimethyl carbonate.

〔実施例5〕
ジメチルカーボネートによりEEAが5mass%混在した架橋ポリエチレンの架橋結合を切断する実験を行った。ソルトバスの温度は350℃に設定し、反応時間30分の条件で実験したところ、反応生成物のゲル分率は5%であり、EEAが5mass%混在していても架橋ポリエチレンの架橋結合がジメチルカーボネートにより十分切断されることが示唆された。
Example 5
An experiment was conducted in which dimethyl carbonate cuts a cross-linked bond of cross-linked polyethylene containing 5 mass% of EEA. The temperature of the salt bath was set to 350 ° C., and an experiment was conducted under the condition of a reaction time of 30 minutes. As a result, the gel fraction of the reaction product was 5%. It was suggested that it was sufficiently cleaved by dimethyl carbonate.

〔実施例6〕
ジメチルカーボネートによりEEAが5mass%混在した架橋ポリエチレンの架橋結合を切断する実験を行った。ソルトバスの温度は360℃に設定し、反応時間7.5分の条件で実験したところ、反応生成物のゲル分率は3%であり、EEAが5mass%混在していても架橋ポリエチレンの架橋結合がジメチルカーボネートにより十分切断されることが示唆された。
Example 6
An experiment was conducted in which dimethyl carbonate cuts a cross-linked bond of cross-linked polyethylene containing 5 mass% of EEA. The temperature of the salt bath was set to 360 ° C., and the experiment was conducted under the reaction time of 7.5 minutes. As a result, the gel fraction of the reaction product was 3%, and even when 5 mass% of EEA was mixed, It was suggested that the bond was sufficiently cleaved by dimethyl carbonate.

実施例3、6の結果から、温度を上げると反応時間の大幅な短縮が図れることが分かった。これは、生産性の向上に直結するものであり、工業化を十分に可能なものとする結果といえる。   From the results of Examples 3 and 6, it was found that the reaction time can be significantly shortened by raising the temperature. This is directly linked to the improvement of productivity, and can be said to be a result that enables industrialization sufficiently.

次に表1に示した比較例1〜6を説明する。   Next, Comparative Examples 1 to 6 shown in Table 1 will be described.

〔比較例1〕
ジメチルカーボネートによりEVAが5mass%混在した架橋ポリエチレンの架橋結合を切断する実験を行った。ソルトバスの温度は335℃に設定し、反応時間30分の条件で実験したところ、反応生成物のゲル分率は29%であり、架橋ポリエチレンの架橋結合がジメチルカーボネートにより十分切断されないことが示唆された。
[Comparative Example 1]
An experiment was conducted in which dimethyl carbonate cuts the cross-linked bond of cross-linked polyethylene containing 5 mass% EVA. When the salt bath temperature was set to 335 ° C. and the reaction time was 30 minutes, the gel fraction of the reaction product was 29%, suggesting that the crosslinked polyethylene was not sufficiently cleaved by dimethyl carbonate. It was.

〔比較例2〕
ジメチルカーボネートによりEEAが5mass%混在した架橋ポリエチレンの架橋結合を切断する実験を行った。ソルトバスの温度は335℃に設定し、反応時間30分の条件で実験したところ、反応生成物のゲル分率は28%であり、架橋ポリエチレンの架橋結合がジメチルカーボネートにより十分切断されないことが示唆された。
[Comparative Example 2]
An experiment was conducted in which dimethyl carbonate cuts a cross-linked bond of cross-linked polyethylene containing 5 mass% of EEA. The temperature of the salt bath was set at 335 ° C., and the experiment was conducted under the conditions of a reaction time of 30 minutes. It was.

比較例1、2より、335℃以下の温度領域では、EVAまたはEEAが5mass%混在すると、架橋ポリエチレンの架橋結合がジメチルカーボネートにより十分切断できなくなることが示唆された。これより、EVAまたはEEAが混在した架橋ポリエチレンの架橋結合を切断するためには335℃を超える温度が必要であると言える。   From Comparative Examples 1 and 2, it was suggested that in the temperature range of 335 ° C. or less, when 5 mass% of EVA or EEA is mixed, the crosslinked bond of the crosslinked polyethylene cannot be sufficiently cut by dimethyl carbonate. From this, it can be said that a temperature exceeding 335 ° C. is necessary to break the cross-linked bond of the cross-linked polyethylene mixed with EVA or EEA.

次に、実施例2〜6で検討した温度(350〜360℃)では架橋ポリエチレン主鎖の熱分解の影響が懸念されるため、これを検証する実験を行った。実施例2、3、5、6で、ジメチルカーボネートを抜いた条件において比較実験を行い、この反応条件下における架橋ポリエチレンの熱分解の影響を検証した比較例3、4、5、6を説明する。   Next, since the influence of the thermal decomposition of the crosslinked polyethylene main chain was a concern at the temperatures examined in Examples 2 to 6 (350 to 360 ° C.), an experiment was conducted to verify this. Comparative Examples 3, 4, 5, and 6 in which comparative experiments were conducted in Examples 2, 3, 5, and 6 under the conditions in which dimethyl carbonate was removed, and the effects of thermal decomposition of crosslinked polyethylene under the reaction conditions were described. .

〔比較例3〕
EVAが5mass%混在した架橋ポリエチレンを350℃、30分の条件で加熱する実験を行い、架橋ポリエチレンの熱分解を検証した。反応生成物のゲル分率は56%であり、350℃、30分の反応条件では架橋ポリエチレンの熱分解はほとんど起こっていないことが示唆された。
[Comparative Example 3]
An experiment was conducted in which crosslinked polyethylene containing 5 mass% of EVA was heated at 350 ° C. for 30 minutes to verify the thermal decomposition of the crosslinked polyethylene. The gel fraction of the reaction product was 56%, and it was suggested that the thermal decomposition of the crosslinked polyethylene hardly occurred under the reaction conditions of 350 ° C. and 30 minutes.

〔比較例4〕
EVAが5mass%混在した架橋ポリエチレンを360℃、7.5分の条件で加熱する実験を行い、架橋ポリエチレンの熱分解を検証した。反応生成物のゲル分率は66%であり、360℃、7.5分の反応条件では架橋ポリエチレンの熱分解はほとんど起こっていないことが示唆された。
[Comparative Example 4]
An experiment in which a crosslinked polyethylene mixed with 5 mass% of EVA was heated at 360 ° C. for 7.5 minutes was conducted to verify the thermal decomposition of the crosslinked polyethylene. The gel fraction of the reaction product was 66%, suggesting that thermal decomposition of the crosslinked polyethylene hardly occurred under the reaction conditions of 360 ° C. and 7.5 minutes.

〔比較例5〕
EEAが5mass%混在した架橋ポリエチレンを350℃、30分の条件で加熱する実験を行い、架橋ポリエチレンの熱分解を検証した。反応生成物のゲル分率は61%であり、350℃、30分の反応条件では架橋ポリエチレンの熱分解はほとんど起こっていないことが示唆された。
[Comparative Example 5]
An experiment was conducted in which a crosslinked polyethylene mixed with 5 mass% of EEA was heated at 350 ° C. for 30 minutes to verify the thermal decomposition of the crosslinked polyethylene. The gel fraction of the reaction product was 61%, suggesting that thermal decomposition of the crosslinked polyethylene hardly occurred under the reaction conditions of 350 ° C. and 30 minutes.

〔比較例6〕
EEAが5mass%混在した架橋ポリエチレンを360℃、7.5分の条件で加熱する実験を行い、架橋ポリエチレンの熱分解を検証した。反応生成物のゲル分率は69%であり、360℃、7.5分の反応条件では架橋ポリエチレンの熱分解はほとんど起こっていないことが示唆された。
[Comparative Example 6]
An experiment was carried out in which a crosslinked polyethylene mixed with 5 mass% of EEA was heated at 360 ° C. for 7.5 minutes to verify the thermal decomposition of the crosslinked polyethylene. The gel fraction of the reaction product was 69%, suggesting that thermal decomposition of the crosslinked polyethylene hardly occurred under the reaction conditions of 360 ° C. and 7.5 minutes.

比較例3〜6より、実施例1〜6の結果は、架橋ポリエチレン主鎖の熱分解によるものではなく、ジメチルカーボネートとの反応により架橋ポリエチレンの架橋結合が優先的に切断されたことによるものであることが示唆された。   From Comparative Examples 3 to 6, the results of Examples 1 to 6 were not due to thermal decomposition of the crosslinked polyethylene main chain, but were due to the preferential cleavage of the crosslinked polyethylene by reaction with dimethyl carbonate. It was suggested that there is.

次にバージンポリエチレンと反応生成物の数平均分子量を測定した結果を表2に示す。   Next, Table 2 shows the results of measuring the number average molecular weight of virgin polyethylene and the reaction product.

Figure 2010168515
Figure 2010168515

表2は、実施例1で得られた反応生成物とバージンのポリエチレンについて分子量の測定を行った結果を示すものである。   Table 2 shows the results of measuring the molecular weight of the reaction product obtained in Example 1 and virgin polyethylene.

表2より、実施例1で得られた反応生成物は、バージンのポリエチレンに比べ分子量が低下しているものの物性に影響のない範囲であり、ジメチルカーボネートにより架橋ポリエチレンの架橋結合が主鎖に対して優先的に切断されていることが示唆された。   From Table 2, the reaction product obtained in Example 1 has a molecular weight lower than that of virgin polyethylene but has no effect on the physical properties. It was suggested that it was disconnected preferentially.

1 ソルトバス
2 反応容器
3 圧力計
4 減圧バルブ
5 アジテータ
6 ヒータ
7 配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Salt bath 2 Reaction container 3 Pressure gauge 4 Pressure reducing valve 5 Agitator 6 Heater 7 Piping

Claims (6)

アルキルカーボネートを用いてポリマを変性する方法において、架橋ポリマを含む少なくとも2種のポリマが混在した材料を、335℃を超える温度のアルキルカーボネートを用いて反応させることを特徴とするポリマの分解方法。   A method for decomposing a polymer, characterized in that, in the method of modifying a polymer using an alkyl carbonate, a material in which at least two kinds of polymers including a crosslinked polymer are mixed is reacted using an alkyl carbonate having a temperature exceeding 335 ° C. 少なくとも2種のポリマが混在する材料中において、前記架橋ポリマ以外のポリマがエチレン共重合体からなる請求項1記載のポリマの分解方法。   2. The method for decomposing a polymer according to claim 1, wherein the polymer other than the crosslinked polymer is made of an ethylene copolymer in a material in which at least two kinds of polymers are mixed. 前記架橋ポリマが、ポリオレフィン系樹脂である請求項1又は2に記載のポリマの分解方法。   The method for decomposing a polymer according to claim 1 or 2, wherein the crosslinked polymer is a polyolefin-based resin. 前記ポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレンである請求項3に記載のポリマの分解方法。   The method for decomposing a polymer according to claim 3, wherein the polyolefin resin is polyethylene. 前記アルキルカーボネートが、ジメチルカーボネートである請求項1〜4のいずれかに記載のポリマの分解方法。   The method for decomposing a polymer according to any one of claims 1 to 4, wherein the alkyl carbonate is dimethyl carbonate. 請求項1〜5に記載の分解方法にて生成された分解反応物のゲル分率が20%以下であることを特徴とする分解反応物。   6. A decomposition reaction product, wherein the decomposition reaction product produced by the decomposition method according to claim 1 has a gel fraction of 20% or less.
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