JP4096000B2 - Recycling method for organic fiber reinforced plastic waste - Google Patents
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Description
本発明は、不飽和ポリエステル樹脂を含む有機繊維強化プラスチック廃棄物の再利用法に関するもので、特に、不飽和ポリエステル樹脂マトリックス有機繊維強化プラスチック廃棄物を化学的に処理して工業的に価値のある原料を得、これを再び合成することにより再生樹脂を得て再利用を図ろうとする方法である。 The present invention relates to a method for recycling organic fiber reinforced plastic waste containing unsaturated polyester resin, and is particularly industrially valuable by chemically treating unsaturated polyester resin matrix organic fiber reinforced plastic waste. This is a method in which a raw material is obtained and synthesized again to obtain a recycled resin for reuse.
一般に、熱で溶融するポリエチレン等の熱可塑性樹脂は、下記の非特許文献1に記載されているように、熱で再溶融されたのち再び成形されて再利用されている。
また、下記の非特許文献2のように、飽和ポリエステル樹脂からなるPETボトルやフィルムの再生としては、熱で溶融して再成形するマテリアルリサイクルが主として行われている。
ところで、不飽和ポリエステル樹脂は熱硬化性樹脂であるため、熱による再溶融ができない。従って、これらの廃棄物については、下記の非特許文献3に示すように、微粉砕され、フィラーとして新しい塊状成形材料(BMC)やシート状成形材料(SMC)に混入されることにより再利用されるマテリアルリサイクルが一部行われている。
一方で、国土交通省は、FRP(繊維強化プラスチック)廃船を解体、破砕し、セメントキルンの原燃料としてサーマルリサイクルするプロジェクト事業を実施している(平成15年10月14日付化学工業日報)。そして、この実証研究を独立行政法人海上技術安全研究所が行い、FRP廃船を粉砕する際に廃油を混合することにより、粉塵の発生を抑えるとともに発熱量を増加させて、サーマルリサイクルを有効にしている(平成16年2月13日付日本経済新聞)。
有機繊維強化FRPを用いたマネキンなどはサーマルリサイクルが可能である(株式会社パールマネキンホームページ)。
更には、ボタン製造時発生する不飽和ポリエステル樹脂廃棄物のケミカルリサイクルとして、前記の廃棄物をグリコールにより分解させ、得られた分解生成物をグリコール成分として二塩基酸と反応させて、不飽和ポリエステルを再合成する技術が開発され下記の特許文献1に記載されている。
Mannequins using organic fiber reinforced FRP can be thermally recycled (Pearl Mannequin website).
Furthermore, as a chemical recycle of unsaturated polyester resin waste generated during button manufacturing, the waste is decomposed with glycol, and the resulting decomposition product is reacted with a dibasic acid as a glycol component to produce unsaturated polyester resin waste. A technique for re-synthesizing is developed and described in Patent Document 1 below.
このような不飽和ポリエステル樹脂廃棄物のグリコール分解によるケミカルリサイクルは、下記の非特許文献4〜9にも報告されている。
既述したように、不飽和ポリエステル樹脂は熱硬化性樹脂であり三次元網目構造をしているために熱で溶融しない。従って、一般に熱可塑性樹脂で行われているように熱で溶融して再成形するといったマテリアルリサイクルを行なうことはできない。
また、不飽和ポリエステル樹脂廃棄物を微粉砕し、フィラーとして新しいBMC、SMCに混入して、再利用するマテリアルリサイクルは、下記の非特許文献10に示すように、混入割合の増加につれて再生樹脂強度が低下するという欠点がある。
In addition, material recycling that pulverizes unsaturated polyester resin waste, mixes it with new BMC and SMC as fillers, and reuses the recycled resin strength as the mixing ratio increases as shown in Non-Patent Document 10 below. Has the disadvantage of lowering.
また、FRP廃棄物はガラス繊維、フィラーを大量に含有しているために発熱量が低く、増粘剤の酸化マグネシウムはセメント原料には不適であり、セメントキルンの原燃料への利用の問題点となっている。更にサーマルリサイクルはリサイクルと言い難く、資源の有効利用としては劣ると思われる。
そして、不飽和ポリエステル樹脂は、一般に、エチレングリコール、プロピレングリコールと無水マレイン酸等を縮合させて得た分子量数千の直鎖状不飽和ポリエステルの不飽和部分を、スチレンとのラジカル共重合により架橋して得られる熱硬化性樹脂である。不飽和ポリエステル樹脂のグリコールによる分解において、エステル部分は200℃程度の温度で容易にグリコリシスするが、上記の非特許文献10に示されるように、スチレン架橋部分(スチレン−フマレート共重合体)は分解が困難であり230℃以上でなければ分解しないことから、通常、290℃、2時間の処理が必要である。そして下記の非特許文献11に示されるように、繊維強化プラスチック(FRP)は通常、不飽和ポリエステル樹脂をマトリックスとして、強化繊維としてガラス繊維を用いている。当然に、このFRPをグリコール分解する時に、不均一反応となり、撹拌によりガラス繊維が丸まって硬い玉が生成したり、ガラス繊維が残存し、除去する場合は濾過工程が必要となる。また、ガラス繊維を含有したまま再合成することも可能であるが、不均一系となり、OH価の測定(分解物のOH基を滴定で測定し、高分子量の不飽和ポリエステルを得るために、存在するOH基と当量の二塩基酸を反応させる必要がある)、酸価の測定(不飽和ポリエステル合成時に酸価を測定し40以下ならば、原料の二塩基酸が十分反応し、ほとんど残存しなくて高分子量のポリマーが得られているとして、反応の終点とする)が正確にできず、高分子量のポリマーが得られ難い問題があった。
The unsaturated polyester resin generally crosslinks an unsaturated portion of a linear unsaturated polyester having a molecular weight of several thousand obtained by condensing ethylene glycol, propylene glycol and maleic anhydride by radical copolymerization with styrene. It is a thermosetting resin obtained. In the degradation of unsaturated polyester resin with glycol, the ester portion is easily glycolyzed at a temperature of about 200 ° C., but as shown in Non-Patent Document 10 above, the styrene crosslinked portion (styrene-fumarate copolymer) is decomposed. Therefore, it is necessary to treat at 290 ° C. for 2 hours because it cannot be decomposed unless it is 230 ° C. or higher. And as shown in the following nonpatent literature 11, fiber reinforced plastic (FRP) usually uses unsaturated polyester resin as a matrix and glass fiber as reinforcing fiber. Naturally, when this FRP is decomposed with glycol, a heterogeneous reaction occurs, and when stirring, the glass fiber is rounded to form a hard ball, or when the glass fiber remains and is removed, a filtration step is required. It is also possible to re-synthesize while containing glass fiber, but it becomes a heterogeneous system, OH value measurement (to measure the OH group of the decomposition product by titration, to obtain a high molecular weight unsaturated polyester, It is necessary to react an equivalent amount of dibasic acid with the existing OH group), acid value measurement (when the acid value is measured at the time of synthesis of unsaturated polyester is 40 or less, the raw dibasic acid is sufficiently reacted and almost remains However, if a high molecular weight polymer is obtained, the reaction end point cannot be accurately determined, and it is difficult to obtain a high molecular weight polymer.
従って、本発明の目的は、比較的短時間で、簡易な設備をもって、有機繊維強化プラスチック廃棄物を化学的に処理して工業的に価値のある原料を得ることにより、ろ過せずにそのまま再合成し、容易に不飽和ポリエステル樹脂への再利用を図ろうとする方法、すなわち有機繊維強化プラスチック廃棄物を不飽和ポリエステル樹脂へケミカルリサイクルする経済的な方法を提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to recycle the organic fiber reinforced plastic waste chemically without any filtration in a relatively short time and with simple equipment to obtain an industrially valuable raw material. To provide a method for synthesizing and easily recycling the unsaturated polyester resin, that is, an economical method for chemically recycling the organic fiber reinforced plastic waste to the unsaturated polyester resin.
上記の問題を解決するために、本発明者らは、有機繊維強化プラスチツク廃棄物を破砕した後、150〜300℃程度にてグリコールにより分解し、この分解生成物を原料成分として用い、ろ過しなく、精製せずに不飽和ポリエステルを再合成し、ケミカルリサイクルする有機繊維強化プラスチツク廃棄物の再利用法を考案した。
すなわち、有機繊維強化プラスチツク廃棄物を破砕後、グリコールと反応させて、マトリックスの不飽和ポリエステル樹脂、強化材の有機繊維ともに分解し、分解生成物を得、得られた分解生成物を二塩基酸と縮合反応させて不飽和ポリエステルを合成するものである。すなわちFRP廃棄物として、不飽和ポリエステル樹脂を含んでなる有機繊維強化プラスチックに適用したものである。
そして、ポリエステル、ポリアリレート、ナイロン−6,6、アラミド等の重縮合系のポリマー、ポリウレタン等の重付加ポリマー、ナイロン−6等の開環重合ポリマー、ビニロン等の付加重合ポリマーを強化繊維に用いた場合は容易に繊維も分解する。
In order to solve the above problem, the present inventors crushed organic fiber reinforced plastic waste, then decomposed with glycol at about 150 to 300 ° C., and used this decomposition product as a raw material component and filtered. We have devised a method for reusing organic fiber reinforced plastic waste that is chemically synthesized and re-synthesized from unsaturated polyester without purification.
That is, after crushing the organic fiber reinforced plastic waste, it is reacted with glycol to decompose the unsaturated polyester resin of the matrix and the organic fiber of the reinforcing material to obtain a decomposition product, and the obtained decomposition product is converted to a dibasic acid. And an unsaturated polyester is synthesized by a condensation reaction. In other words, the FRP waste is applied to an organic fiber reinforced plastic containing an unsaturated polyester resin.
Polyesters, polyarylate, nylon-6,6, polycondensation polymers such as aramid, polyaddition polymers such as polyurethane, ring-opening polymerization polymers such as nylon-6, and addition polymerization polymers such as vinylon are used for reinforcing fibers. If so, the fiber will easily break down.
本発明に係る有機繊維強化プラスチック廃棄物の再利用法によれば、有機繊維強化プラスチック廃棄物中のマトリックス樹脂である不飽和ポリエステル樹脂及び強化繊維である有機繊維を150〜300℃程度の比較的低温でグリコール分解し、この分解生成物を樹脂原料として二塩基酸と反応させ、不飽和ポリエステル樹脂を再生することができる。すなわち、強化繊維である有機繊維もグリコール分解できれば、分解液は均一系となり、OH価の測定(分解物のOH基を滴定で測定し、高分子量の不飽和ポリエステルを得るために、存在するOH基と当量の二塩基酸を反応させる必要がある)、酸価の測定(不飽和ポリエステル合成時に酸価を測定し40以下ならば、原料の二塩基酸が十分反応し、ほとんど残存しなくて高分子量のポリマーが得られているとして、反応の終点とする)が正確にでき、高分子量の再生ポリマーが得られ易い。そして、分解生成物を精製せずにグリコール成分としてそのまま用い、二塩基酸と脱水縮合反応させることにより、不飽和ポリエステル樹脂を得ることができる。 According to the organic fiber reinforced plastic waste recycling method according to the present invention, the unsaturated polyester resin as the matrix resin and the organic fiber as the reinforced fiber in the organic fiber reinforced plastic waste are The unsaturated polyester resin can be regenerated by decomposing glycol at a low temperature and reacting the decomposition product with a dibasic acid as a resin raw material. In other words, if the organic fiber, which is a reinforcing fiber, can also be decomposed by glycol, the decomposition solution becomes homogeneous, and the OH value is measured (by measuring the OH group of the decomposition product by titration to obtain a high molecular weight unsaturated polyester, It is necessary to react an equivalent dibasic acid with a group), acid value measurement (when the acid value is measured at the time of synthesis of unsaturated polyester is 40 or less, the dibasic acid of the raw material is sufficiently reacted and hardly remains Assuming that a high molecular weight polymer is obtained, the reaction end point can be accurately determined, and a high molecular weight regenerated polymer is easily obtained. And an unsaturated polyester resin can be obtained by making it use as a glycol component as it is, without refine | purifying a decomposition product, and carrying out a dehydration condensation reaction with a dibasic acid.
続いて、本発明の最良の実施形態を説明する。
本発明に適用される有機繊維強化プラスチツク廃棄物としては、架橋硬化した不飽和ポリエステル樹脂をマトリツクスとし、強化繊維として有機繊維を含んでいるFRP廃棄物であれば特に限定されないが、有機繊維としてポリエステル、ポリアリレート、ナイロン−6,6、アラミド等の重縮合系のポリマー、ポリウレタン等の重付加ポリマー、ナイロン−6等の開環重合ポリマー、ビニロン等の付加重合ポリマーを強化繊維に用いた場合は容易に繊維も分解する。不飽和ポリエステル樹脂を含んでなる廃棄物としては、炭酸カルシウム等のフィラーを含み有機繊維で複合された繊維強化プラスチック(FRP)が挙げられる。当該FRPとしては、例えば人工大理石、マネキン、表示用造形物(動物等)、防水材料等の用途に使用されたものが挙げられる。
Next, the best embodiment of the present invention will be described.
The organic fiber reinforced plastic waste applied to the present invention is not particularly limited as long as it is a FRP waste containing an organic fiber as a reinforcing fiber with a cross-linked and unsaturated polyester resin as a matrix, and the organic fiber is polyester. When polycondensation polymers such as polyarylate, nylon-6,6, and aramid, polyaddition polymers such as polyurethane, ring-opening polymerization polymers such as nylon-6, and addition polymerization polymers such as vinylon are used as reinforcing fibers. The fiber also breaks down easily. Examples of the waste material containing the unsaturated polyester resin include fiber reinforced plastic (FRP) containing a filler such as calcium carbonate and composited with organic fibers. Examples of the FRP include those used for applications such as artificial marble, mannequins, display shaped objects (animals and the like), waterproof materials, and the like.
本発明において、有機繊維強化プラスチツク廃棄物は、グリコールによる分解に先立って、分解促進のために及び処理を容易にするために破砕処理されることが望ましい。更に必要ならば洗浄処理、ふるい掛け処理等の前処理を行うと良い。破砕処理は衝撃式破砕機(ハンマー式、チェーン式)、せん断式破砕機、切断式破砕機、圧縮式破砕機(ロール式、コンベア式、スクリュー式)、スタンプミル、ボールミル、ロッドミル粉砕機等により行う。廃棄物破砕物の大きさは小さい方が良いが、目開き50mmのふるいを通るものが望ましい。好ましくは目開き25mm、更に好ましくは目開き3mmのふるいを通る破砕物が有利に用いられる。 In the present invention, it is desirable that the organic fiber reinforced plastic waste is crushed prior to decomposition with glycol to facilitate decomposition and to facilitate processing. Further, if necessary, pretreatment such as cleaning treatment and sieving treatment may be performed. Crushing treatment is performed by impact type crusher (hammer type, chain type), shear type crusher, cutting type crusher, compression type crusher (roll type, conveyor type, screw type), stamp mill, ball mill, rod mill crusher, etc. Do. The size of the waste crushed material should be small, but it is desirable that the size of the waste crushed material be 50%. A crushed material that passes through a sieve having an opening of preferably 25 mm, more preferably 3 mm, is advantageously used.
本発明において、分解のために用いられるグリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールAプロピレンオキシド付加物、ビスフェノールAエチレンオキシド付加物、ジブロムネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール等が挙げられる。
廃棄物に含まれる不飽和ポリエステル樹脂及び有機繊維と、分解に用いるグリコールとの重量比は、1:0.2〜3、好ましくは1:0.5〜1.5である。この場合、グリコールの比の値を小さくすると、再生樹脂に占める廃棄物量が大きくなり、有機繊維強化FRP廃棄物を効率良くリサイクル利用することができる。
In the present invention, glycols used for decomposition include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, neopentyl glycol, 1,3-butanediol. 1,6-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, bisphenol A propylene oxide adduct, bisphenol A ethylene oxide adduct, dibromoneopentyl glycol, cyclohexanediol, and the like.
The weight ratio of unsaturated polyester resin and organic fiber contained in the waste to glycol used for decomposition is 1: 0.2 to 3, preferably 1: 0.5 to 1.5. In this case, if the value of the glycol ratio is reduced, the amount of waste in the recycled resin increases, and the organic fiber reinforced FRP waste can be efficiently recycled.
ところで、マトリックスの不飽和ポリエステル樹脂のグリコールによる分解において、エステル部分は200℃程度の温度で容易にグリコリシスするが、スチレン架橋部分(スチレン−フマレート共重合体)は分解が困難である。水酸化ナトリウム等の触媒を用いた場合のエステル結合はイオン機構で容易にグリコリシスするが、スチレン架橋部分のスチレン−フマレート共重合体は230℃以上の高温でしか分解しなく、ラジカル機構により分解していると考えられる。 By the way, in the decomposition of the unsaturated polyester resin of the matrix with glycol, the ester portion is easily glycosylated at a temperature of about 200 ° C., but the styrene crosslinked portion (styrene-fumarate copolymer) is difficult to decompose. In the case of using a catalyst such as sodium hydroxide, the ester bond is easily glycolyzed by the ionic mechanism, but the styrene-fumarate copolymer of the styrene cross-linked portion is decomposed only at a high temperature of 230 ° C. or more, and is decomposed by the radical mechanism. It is thought that.
強化繊維として用いる有機繊維としては、重縮合により得られるポリアミド系合成繊維として、ナイロン-6,6、ナイロン-6(開環重合)、ナイロン-11、アラミド繊維(パラ系-Kevlar、Twaron、Technora等、メタ系-Conex等)等、ポリエステル系合成繊維として、ポリエチレンテレフタレートが代表的であるが、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等、ポリアリレート繊維(Vectran等)、ポリカーボネート(炭酸エステル)などがある。また重付加反応により得られるポリウレタン繊維などがある。他に、付加重合により得られるアクリル繊維、ビニロン、ポリエチレンなどがある。また、綿、ウール、レーヨンなどの天然繊維がある。 The organic fibers used as the reinforcing fibers include nylon-6,6, nylon-6 (ring-opening polymerization), nylon-11, aramid fibers (para-Kevlar, Twaron, Technora) as polyamide-based synthetic fibers obtained by polycondensation. Polyethylene terephthalate is typical as a polyester-based synthetic fiber such as, for example, meta-conex, etc., but there are polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc., polyarylate fiber (Vectran, etc.), polycarbonate (carbonate ester), etc. . There are also polyurethane fibers obtained by polyaddition reaction. In addition, there are acrylic fiber, vinylon, polyethylene and the like obtained by addition polymerization. There are also natural fibers such as cotton, wool and rayon.
重縮合により得られるポリアミド系合成繊維、ポリエステル系合成繊維など、重付加反応により得られるポリウレタン繊維など、付加重合により得られるビニロンなどはグリコール分解、再合成による有機繊維強化プラスチックの再利用に適している。
ナイロン-6の場合は、エチレングリコールにより次のように分解する。
Polyamide synthetic fiber obtained by polycondensation, polyester synthetic fiber, polyurethane fiber obtained by polyaddition reaction, vinylon obtained by addition polymerization, etc. are suitable for recycling organic fiber reinforced plastic by glycol decomposition and resynthesis. Yes.
Nylon-6 is decomposed with ethylene glycol as follows.
あるいはこれらのオリゴマーが生成する。
分解物の末端のアミノ基、ヒドロキシ基は、再合成の際に、二塩基酸のカルボキシ基と脱水縮合する。
ナイロン-6,6の場合は、エチレングリコールにより次のように分解する。
Alternatively, these oligomers are formed.
The amino group and hydroxy group at the terminal of the decomposition product undergo dehydration condensation with the carboxy group of the dibasic acid during resynthesis.
Nylon-6,6 is decomposed with ethylene glycol as follows.
あるいはこれらのオリゴマーが生成する。
分解物の末端のアミノ基、ヒドロキシ基は、再合成の際に、二塩基酸のカルボキシ基と脱水縮合する。
ポリエチレンテレフタレートの場合は、エチレングリコールにより次のように分解する。
Alternatively, these oligomers are formed.
The amino group and hydroxy group at the terminal of the decomposition product undergo dehydration condensation with the carboxy group of the dibasic acid during resynthesis.
In the case of polyethylene terephthalate, it is decomposed with ethylene glycol as follows.
あるいはこれらのオリゴマーが生成する。
分解物の末端のヒドロキシ基は、再合成の際に、二塩基酸のカルボキシ基と脱水縮合する。
ポリウレタンの場合は、エチレングリコールにより次のように分解する。
Alternatively, these oligomers are formed.
The terminal hydroxy group of the decomposition product undergoes dehydration condensation with the carboxy group of the dibasic acid during resynthesis.
In the case of polyurethane, it is decomposed by ethylene glycol as follows.
あるいはこれらのオリゴマーが生成する。
分解物の末端のアミノ基、ヒドロキシ基は、再合成の際に、二塩基酸のカルボキシ基と脱水縮合する。
フェノール性ヒドロキシ基が生成する場合は、トリブチル錫メトキシド等のエステル交換触媒を加えて再合成すれば良い。
ビニロン等の付加重合ポリマーは、例えば、- CH2 - CH (- O -) - の三級炭素上の水素が引き抜かれ、炭素ラジカルが生成し、分解が始まると思われる。
Alternatively, these oligomers are formed.
The amino group and hydroxy group at the terminal of the decomposition product undergo dehydration condensation with the carboxy group of the dibasic acid during resynthesis.
When a phenolic hydroxy group is generated, it may be re-synthesized by adding a transesterification catalyst such as tributyltin methoxide.
In addition polymerization polymers such as vinylon, for example, hydrogen on the tertiary carbon of —CH 2 —CH (—O −) − is extracted, carbon radicals are generated, and decomposition seems to start.
また、グリコールを用いた分解に際しては、好ましくは触媒が用いられる。かかる触媒としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、酢酸亜鉛、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム等の酢酸金属塩、酸化アンチモン、チタンアルコキシド、トリブチル錫メトキシド、及びこれらの混合物が挙げられる。アルカリ触媒を用いた場合には、再合成前に分解生成物を中和しておく。かかる中和操作には硫酸、塩酸等が用いられる。なお、触媒を使用しなくてもグリコールによる分解は行える。 In the decomposition using glycol, a catalyst is preferably used. Examples of such catalysts include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, sodium ethylate, zinc acetate, magnesium acetate, calcium acetate, lithium acetate, sodium acetate, and other metal acetates, antimony oxide, titanium alkoxide, and tributyltin. Methoxide, and mixtures thereof. When an alkali catalyst is used, the decomposition product is neutralized before resynthesis. For such neutralization operation, sulfuric acid, hydrochloric acid or the like is used. The decomposition with glycol can be carried out without using a catalyst.
グリコールによる分解に際して、分解温度は150℃〜300℃程度が必要である。好ましくは、200℃〜300℃の分解温度で分解速度が速くなって好都合である。また、グリコールによる分解は大気圧下あるいは加圧下で行うことができる。 At the time of decomposition with glycol, the decomposition temperature needs to be about 150 ° C to 300 ° C. Preferably, the decomposition temperature is convenient at a decomposition temperature of 200 ° C to 300 ° C. The decomposition with glycol can be carried out under atmospheric pressure or under pressure.
そして、グリコールによる分解で得た分解生成物をグリコール成分とし、常法(非特許文献12)により二塩基酸と縮合反応させることにより、不飽和ポリエステルが再生される。このようにして得られた再生不飽和ポリエステルは、重合開始剤の存在下、スチレン、メタクリル酸メチル、ビニルトルエン、酢酸ビニル等の不飽和ポリエステルのC=C二重結合と共重合可能なビニルモノマー、またはジアリルフタレート等により架橋されて、硬化不飽和ポリエステル樹脂となる。FRP用のBMC、SMCの場合は、再生不飽和ポリエステル樹脂にガラス繊維、有機繊維を加え、必要ならばフィラーを加えて、圧縮成形などにより成形する。
分解生成物からの不飽和ポリエステルの合成は、反応温度140〜210℃の範囲内、例えば150℃で1時間程度の条件下、分解生成物中のグリコール成分と、無水二塩基酸との付加反応を行なう。そして、210℃で4時間程度、窒素下で水を留去しながら縮合させる。そして、冷却後にスチレンを加え、スチレン量が30〜40wt%の再生樹脂液を得て、重合禁止剤としてハイドロキノン、t-ブチルカテコール等を全体の100ppm程度加える。 The synthesis of the unsaturated polyester from the decomposition product is carried out by adding the glycol component in the decomposition product and the dibasic anhydride in the reaction temperature range of 140 to 210 ° C., for example, at 150 ° C. for about 1 hour. To do. Then, condensation is performed while distilling off water under nitrogen at 210 ° C. for about 4 hours. Then, after cooling, styrene is added to obtain a recycled resin solution having a styrene content of 30 to 40 wt%, and hydroquinone, t-butylcatechol, etc. are added as a polymerization inhibitor to a total of about 100 ppm.
不飽和ポリエステルを合成するために用いられる二塩基酸としては、不飽和二塩基酸及び飽和二塩基酸があり、不飽和二塩基酸は必須であるが、通常、適切な物性を得るためにこれら両者を混合して用いられる。
二塩基酸のうちの不飽和二塩基酸としては、マレイン酸、クロロマレイン酸、フマル酸、クロロフマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、イタコン酸、アリルマロン酸、イソプロピリデンコハク酸、ムコン酸等が挙げられる。その中でも、価格、反応性、物性の点から無水マレイン酸が好ましい。
また、二塩基酸のうちの飽和二塩基酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、クロロコハク酸、ブロモコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、2,2-ジメチルコハク酸、2,3-ジメチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、フタル酸、クロロフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、5-メチルイソフタル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、テトラブロムフタル酸、クロレンド酸、フェニルコハク酸、o-カルボキシフェニル酢酸、o-フェニレン二酢酸等が挙げられ、その中でも価格、反応性、物性の点で無水フタル酸が好ましい。
Dibasic acids used to synthesize unsaturated polyesters include unsaturated dibasic acids and saturated dibasic acids. Unsaturated dibasic acids are essential, but these are usually used to obtain appropriate physical properties. A mixture of both is used.
Among the unsaturated dibasic acids, the maleic acid, chloromaleic acid, fumaric acid, chlorofumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, glutaconic acid, itaconic acid, allylmalonic acid, isopropylidene succinic acid, muconic acid, etc. Is mentioned. Among these, maleic anhydride is preferable from the viewpoint of cost, reactivity, and physical properties.
Among the dibasic acids, the saturated dibasic acids include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, chlorosuccinic acid, bromosuccinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, and brassic acid. , Methylmalonic acid, ethylmalonic acid, dimethylmalonic acid, methylsuccinic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, tetramethylsuccinic acid, phthalic acid, chlorophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 5 -Methylisophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, methyltetrahydrophthalic acid, endomethylenetetrahydrophthalic acid, tetrabromophthalic acid, chlorendic acid, phenylsuccinic acid, o-carboxyphenylacetic acid, o-phenylenediacetic acid, etc. Phthalic anhydride is preferred in terms of price, reactivity and physical properties.
他方で、不飽和ポリエステルのC=C二重結合を架橋して硬化させる架橋モノマーとしてはスチレンが一般的であるが、α,α−2置換ビニルモノマーによる架橋の方が立体障害により結合エネルギーの低下があり、分解し易いと考えられる。事実、α,α−2置換ビニルモノマーの重合熱は他のビニルモノマーに比べてかなり小さい。これはポリマー鎖が立体障害で不安定なためと解釈される。重合熱が小さいのは原系(モノマー)と生成系(ポリマー)のエネルギーの差が小さいということであり、ポリマーが安定化していないことを意味している。因みに、無置換モノマーであるエチレンの重合熱は21.2 kcal/mol である。1置換ビニルモノマーであるスチレンの重合熱は16.7kcal/mol、アクリル酸メチルの重合熱は 18.5 kcal/mol 、プロピレンの重合熱は19.5 kcal/molである。2置換ビニルモノマーであるα−メチルスチレンの重合熱は8.4 kcal/mol 、メタクリル酸メチルの重合熱は 13.2 kcal/mol 、イソブチレンの重合熱は12.9 kcal/mol である(参考文献:神戸博太郎編、「高分子の熱分解と耐熱性」、p.225(1974))。そこで、α,α−2置換ビニルモノマー単位を含む架橋を持つ硬化不飽和ポリエステル樹脂をグリコール分解する方がスチレン架橋樹脂より、分解がよりいっそう容易になる。 On the other hand, styrene is generally used as a crosslinking monomer that crosslinks and cures the C = C double bond of an unsaturated polyester. However, crosslinking with an α, α-2 substituted vinyl monomer is more effective due to steric hindrance. There is a decrease, and it is thought that it is easy to decompose. In fact, the heat of polymerization of α, α-2 substituted vinyl monomers is much lower than other vinyl monomers. This is interpreted because the polymer chain is sterically hindered and unstable. Low polymerization heat means that the difference in energy between the original system (monomer) and the generation system (polymer) is small, which means that the polymer is not stabilized. Incidentally, the polymerization heat of ethylene as an unsubstituted monomer is 21.2 kcal / mol. The polymerization heat of 1-substituted vinyl monomer styrene is 16.7 kcal / mol, the polymerization heat of methyl acrylate is 18.5 kcal / mol, and the polymerization heat of propylene is 19.5 kcal / mol. The heat of polymerization of α-methylstyrene, a disubstituted vinyl monomer, is 8.4 kcal / mol, the heat of polymerization of methyl methacrylate is 13.2 kcal / mol, and the heat of polymerization of isobutylene is 12.9 kcal / mol (reference: edited by Hirotaro Kobe) , "Thermal decomposition and heat resistance of polymers", p.225 (1974)). Accordingly, it is easier to decompose the cured unsaturated polyester resin having a crosslink containing α, α-2 substituted vinyl monomer units by glycol than the styrene cross-linked resin.
上記した本発明によるケミカルリサイクルは、精製工程を必要とせずに、また多少の水分が有っても支障無く行える。また、着色樹脂廃棄物、多少の汚れ、異種樹脂等の付着した樹脂廃棄物も不飽和ポリエステルに再合成して、レジンコンクリート等に用いることができる。
有機繊維強化プラスチツク廃棄物の内で難分解有機繊維の場合には、分解生成物をろ過工程にかけて有機繊維やフィラーを取り除いても良い。繊維を再利用しようとする場合は廃棄物を30〜50cm角にしたままで分解し、繊維を分離、洗浄して再利用し、分解生成液は二塩基酸と縮合し不飽和ポリエステルに再合成してもよい。あるいは、繊維等を含んだままで再び合成して、再利用してもよい。
The above-described chemical recycling according to the present invention does not require a purification step and can be performed without any trouble even if there is some moisture. Further, colored resin waste, some dirt, and resin waste adhering to a different resin can be re-synthesized into unsaturated polyester and used for resin concrete or the like.
In the case of organic fiber reinforced plastic waste that is hardly decomposed organic fiber, the decomposition product may be subjected to a filtration step to remove organic fiber and filler. When trying to reuse the fiber, the waste is decomposed with 30 to 50 cm square, the fiber is separated, washed and reused, and the decomposition product is condensed with dibasic acid and re-synthesized into unsaturated polyester. May be. Or you may synthesize | combine again, including a fiber etc., and reuse.
グリコールによる分解に用いられる分解用装置、二塩基酸との反応に用いられる合成用装置としては、通常の反応槽を使用することができる。もちろん、加圧下でも分解反応を行うことができる。装置は、分解操作、合成操作、及びスチレン混合操作を1つの反応槽で行える装置もあるが、設置場所があれば、分解、合成、及びスチレン混合を別々に独立した3つの反応槽で行っても構わない。
例えば、上記した3つの操作を行なうステンレス製反応容器の上部に、容器内撹拌用の撹拌機(モーター、攪拌羽根)、原料の有機繊維強化FRP廃棄物タンク、分解触媒、グリコール、無水マレイン酸等の薬品を注入するタンク、分解液用タンク、重合禁止剤、スチレン、低収縮剤等の薬品注入タンクを備え、窒素ガス流入管、パーシャルコンデンサー(水蒸気を上部に抜き、他のグリコール等の高沸点物を反応容器に戻すもの)、コンデンサー、受器が付設されている。容器内の加熱、冷却は、通常、熱媒ボイラーによって行うが、電磁誘導加熱を用いてもよい。グリコールによる分解後は反応容器下部のバルブが開けられ、濾過器により未反応物等が分解液から分離される。分解液はポンプで分解液用タンクに収容され、その後の再合成に用いられる。再合成された不飽和ポリエステルのスチレン溶液は専用タンクに蓄えられる。
As a decomposition apparatus used for the decomposition with glycol and a synthesis apparatus used for the reaction with the dibasic acid, a normal reaction tank can be used. Of course, the decomposition reaction can be performed even under pressure. Some devices can perform decomposition, synthesis, and styrene mixing operations in a single reaction tank. However, if there is an installation site, decomposition, synthesis, and styrene mixing can be performed in three separate reaction vessels. It doesn't matter.
For example, an agitator (motor, stirring blade) for stirring in the container, raw material organic fiber reinforced FRP waste tank, decomposition catalyst, glycol, maleic anhydride, etc. A tank for injecting chemicals, a tank for decomposition liquid, a polymerization injection tank for polymerization inhibitors, styrene, a low shrinkage agent, etc., a nitrogen gas inflow pipe, a partial condenser (water vapor is extracted at the top, and high boiling points such as other glycols) To return the product to the reaction vessel), a condenser, and a receiver. Heating and cooling in the container are usually performed by a heat medium boiler, but electromagnetic induction heating may be used. After decomposition with glycol, the valve at the bottom of the reaction vessel is opened, and unreacted substances and the like are separated from the decomposition solution by a filter. The decomposition solution is stored in the decomposition solution tank by a pump and used for subsequent resynthesis. The re-synthesized unsaturated polyester styrene solution is stored in a dedicated tank.
上記したステンレス製反応容器は、ガラス製反応容器に比して、アルカリに強く、より高温で使用することができ、加圧下でも使用可能である。また、攪拌トルクを大きくとることが可能なため、グリコール量に対する廃棄物量の割合を大きくすることができ、処理量の点で好適である。
分解は押出機を用いてもできる。使用される押出機は減圧ポンプを備えた単軸押出機、好ましくは、二軸混練押出機(同方向回転または逆方向回転)を用いることができる。かかる押出機はバレルのL/Dが大きく、滞留時間が長いものが好ましい。この押出機の温度は分解槽での分解温度よりも20℃程度高くすると良い。また、ニーダー等の混練機も分解に用いることができる。
再生された不飽和ポリエステル樹脂の成形には、通常の遠心ドラム法成形、注型成形、ハンドレイアップ成形、スプレイアップ成形、圧縮成形、引き抜き成形、射出成形、トランスファ成形等が利用される。
このように再生された不飽和ポリエステルの樹脂は成形材料、接着剤、塗料等の用途に好適に使用される。
The stainless steel reaction vessel described above is stronger against alkali than the glass reaction vessel, can be used at a higher temperature, and can be used under pressure. Further, since the stirring torque can be increased, the ratio of the amount of waste to the amount of glycol can be increased, which is preferable in terms of the amount of processing.
Decomposition can also be performed using an extruder. As the extruder used, a single-screw extruder equipped with a vacuum pump, preferably a twin-screw kneading extruder (same direction rotation or reverse direction rotation) can be used. Such an extruder preferably has a large barrel L / D and a long residence time. The temperature of the extruder is preferably about 20 ° C. higher than the decomposition temperature in the decomposition tank. A kneader such as a kneader can also be used for the decomposition.
For molding the recycled unsaturated polyester resin, ordinary centrifugal drum method molding, casting molding, hand lay-up molding, spray-up molding, compression molding, pultrusion molding, injection molding, transfer molding, and the like are used.
The resin of unsaturated polyester regenerated in this way is suitably used for applications such as molding materials, adhesives and paints.
以下に、実施例を挙げ、本発明をいっそう具体的に説明する。なお、以下に述べる実施例は本発明を具体化した例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。
実施例1〜5及び比較例1は、有機繊維強化プラスチック廃棄物、ガラス繊維強化プラスチック廃棄物をグリコールで分解し、分解物を二塩基酸と反応させ、不飽和ポリエステル樹脂を再生する方法を検討したものである。
以下の各実施例では、特に記さない場合、有機繊維強化プラスチツク廃棄物はマネキン用FRP廃棄物(ハンドレイアツプ成形)を、ロータリーカッターミル(株式会社ホーライ製Granulaters U−140)によって粒径3mm以下に破砕した試料を用いた。あるいは、有機繊維強化FRPをはさみ等で25mm程度に破砕したものを用いた。
有機繊維強化FRPは、不飽和ポリエステルのスチレン溶液に対し、開始剤としてt-ブチルパーベンゾエート1%を加え、その樹脂を有機繊維に含浸させ、150℃で、10分間、卓上型ホットプレス(テクノサプライ株式会社製)を用いて、圧縮成形して硬化させ、物性を測定し、グリコール分解、再合成に用いた。
再生不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和ポリエステルに対し、開始剤としてメチルエチルケトンパーオキサイド及びナフテン酸コバルトをそれぞれ1%用い、プレキュアー30℃、2時間、ポストキュアー100℃、2時間で注型成形して硬化させ、物性を測定した。参考となる市販の樹脂は大日本インキ化学工業製ポリライトBS210M(スチレンを30〜40wt%含有した不飽和ポリエステル樹脂のスチレン溶液)を用いた。
前記、マネキン用有機繊維強化FRP廃棄物、圧縮成形した有機繊維強化FRP、注型成形により成形硬化した不飽和ポリエステル樹脂の動的粘弾性はセイコーインスツルメンツ製DMS210により測定し、ガラス転移点(Tg)はtanδ(10Hz)のピーク温度より求めた。また、(Tg+40)℃の貯蔵弾性率(E’)より、下記の(1)式に示すゴム弾性理論式を用いて橋かけ点間平均分子量(Mc)を求めた(参考文献:長谷川喜一、日本接着学会誌、29,75(1993))。
E’=3φdRT/Mc ・・・(1)
ここで、φ:フロント係数、d:密度、R:気体定数、T:絶対温度。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, the Example described below is only the example which actualized this invention, and does not limit the technical scope of this invention.
In Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, organic fiber reinforced plastic waste and glass fiber reinforced plastic waste are decomposed with glycol, the decomposition product is reacted with dibasic acid, and a method for regenerating unsaturated polyester resin is studied. It is a thing.
In each of the following examples, unless otherwise specified, organic fiber reinforced plastic waste is FRP waste for mannequins (hand layup molding), particle size of 3 mm or less by rotary cutter mill (Granulators U-140 manufactured by Horai Co., Ltd.). The crushed sample was used. Or what crushed organic fiber reinforcement FRP to about 25 mm with scissors etc. was used.
The organic fiber reinforced FRP is a desktop hot press (Techno) at 150 ° C. for 10 minutes by adding 1% of t-butyl perbenzoate as an initiator to an unsaturated polyester styrene solution and impregnating the resin with organic fiber. Supply Co., Ltd.) was compression-molded and cured, measured for physical properties, and used for glycol decomposition and resynthesis.
Regenerated unsaturated polyester resin is 1% each of methyl ethyl ketone peroxide and cobalt naphthenate as an initiator for unsaturated polyester, and is cured by casting at 30 ° C for 2 hours and 100 ° C for 2 hours after curing. The physical properties were measured. A commercially available resin used as a reference was Polylite BS210M (a styrene solution of an unsaturated polyester resin containing 30 to 40 wt% of styrene) manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.
The dynamic viscoelasticity of the organic fiber reinforced FRP waste for mannequins, the compression-molded organic fiber reinforced FRP, and the unsaturated polyester resin molded and cured by casting is measured by Seiko Instruments DMS210, and the glass transition point (Tg) Was obtained from the peak temperature of tan δ (10 Hz). The average molecular weight (Mc) between cross-linking points was calculated from the storage elastic modulus (E ') at (Tg + 40) ° C using the theoretical formula of rubber elasticity shown in the following formula (1) (reference: Hasegawa Kiichi, Journal of the Adhesion Society of Japan, 29 , 75 (1993)).
E ′ = 3φdRT / Mc (1)
Here, φ: front coefficient, d: density, R: gas constant, T: absolute temperature.
「ポリエステル繊維強化プラスチック製マネキンのエチレングリコールによる分解、不飽和ポリエステルへの再合成」
ポリエステル繊維強化プラスチック製マネキン(株式会社京屋製)は、ポリエステル繊維織物2枚にPETより再生した不飽和ポリエステル樹脂を含浸させ、ハンドレイアップ成形した。曲げ強度は623MPa(変位0.5mm)、バーコール硬さ(A法)は26、シャルピー衝撃強さはフラットワイズ(面に垂直方向)21.17KJ/m2、エッチワイズ(厚さ方向)37.53KJ/m2であった。
動的粘弾性(10Hz)のtanδのピークより求めたガラス移転点(Tg)は121.9℃であった。
動的粘弾性(10Hz)の(Tg+40)℃での貯蔵弾性率(E’)の値から求めた橋かけ点間平均分子量(Mc)は97であった。
耐圧硝子工業製TAS-095型反応装置(材質SUS316、容量950ml、最高使用温度300℃、最高使用圧力20MPa)に、エチレングリコール155.2g(2.5モル)、次いでポリエステル繊維強化プラスチック製マネキン(株式会社京屋製)130g(プロピレングリコール単位)0.25−(フタル酸単位)0.30−(エチレングリコール単位)0.25−(マレイン酸にスチレン二分子付加した単位)0.20の組成の不飽和ポリエステル樹脂(マトリックス樹脂)0.5+ポリエステル繊維0.5)を入れ、290℃で2時間、600rpmで攪拌し分解させた。分解終了時の圧力は3.0MPaであった。分解生成物は茶色の液体であった。分解生成物をGPC分析(THF溶媒、40℃、ポリスチレン標準)したところ、数平均分子量(Mn)=276、重量平均分子量(Mw)=3,067、重量平均分子量/数平均分子量(D)=11.13、ピークトップの分子量(P)=146であった。
次いで、前記の分解生成物に無水マレイン酸141.2g(1.44モル)及び無水フタル酸142.2g(0.96モル)を加え、ハイドロキノン100ppmを添加し、窒素を吹き込みながら、200rpm、150℃、1時間、210℃で2時間脱水縮合させた。なお、2時間反応後に、攪拌回転数を800rpmに上げ、窒素流量を増加した。反応生成物は茶色の固体であった。反応生成物をGPC分析(THF溶媒、40℃、ポリスチレン標準)したところ、数平均分子量(Mn)=1,500、重量平均分子量(Mw)=7,100、重量平均分子量/数平均分子量(D)=4.73、ピークトップの分子量(P)=1,635であった(市販品の数平均分子量=1,646、重量平均分子量=5,366、重量平均分子量/数平均分子量=3.26)。
この反応生成物にスチレンを加え、t-ブチルカテコール100ppmを添加して、反応生成物中の不飽和ポリエステル樹脂分に対し30wt%のスチレンを含む再生樹脂溶液を得た。このスチレン溶液にメチルエチルケトンバーオキサイド、ナフテン酸コバルトをそれぞれ1%添加し、プレキュアー30℃、2時間、ポストキュアー100℃、2時間で注型成形した。得られた成形物の曲げ強度は72.8MPa(市販品92.1MPa)、曲げ弾性率3.47GPa(市販品3.68GPa)、ガラス転移温度119.0℃(市販品138.0℃)、橋架け点間平均分子量297(市販品241)であった。
"Decomposition of polyester fiber reinforced plastic mannequin with ethylene glycol, resynthesis to unsaturated polyester"
A mannequin made of polyester fiber reinforced plastic (manufactured by Kyoya Co., Ltd.) was impregnated with an unsaturated polyester resin regenerated from PET on two polyester fiber fabrics, and hand laid up. Bending strength is 623 MPa (displacement 0.5 mm), Barcoal hardness (Method A) is 26, Charpy impact strength is flatwise (perpendicular to the surface) 21.17 KJ / m 2 , etchwise (thickness direction) 37.53 KJ / m 2 .
The glass transition point (Tg) determined from the tan δ peak of dynamic viscoelasticity (10 Hz) was 121.9 ° C.
The average molecular weight (Mc) between cross-linking points determined from the value of the storage elastic modulus (E ') at (Tg + 40) ° C of dynamic viscoelasticity (10Hz) was 97.
Pressure resistant glass industry TAS-095 reactor (material SUS316, capacity 950ml, maximum operating temperature 300 ° C, maximum operating pressure 20MPa), ethylene glycol 155.2g (2.5mol), then polyester fiber reinforced plastic mannequin (Kyoya Co., Ltd.) Made) 130g (propylene glycol unit) 0.25- (phthalic acid unit) 0.30- (ethylene glycol unit) 0.25- (unit of maleic acid plus two molecules of styrene) 0.20 unsaturated polyester resin (matrix resin) 0.5 + polyester Fiber 0.5) was added and stirred at 290 ° C. for 2 hours at 600 rpm for decomposition. The pressure at the end of the decomposition was 3.0 MPa. The decomposition product was a brown liquid. When the decomposition product was subjected to GPC analysis (THF solvent, 40 ° C., polystyrene standard), the number average molecular weight (Mn) = 276, the weight average molecular weight (Mw) = 3,067, the weight average molecular weight / number average molecular weight (D) = 11.13, The peak top molecular weight (P) was 146.
Next, 141.2 g (1.44 mol) of maleic anhydride and 142.2 g (0.96 mol) of phthalic anhydride were added to the decomposition product, 100 ppm of hydroquinone was added, and while blowing nitrogen, 200 rpm, 150 ° C., 1 hour, 210 Dehydration condensation was carried out at 2 ° C. for 2 hours. After the reaction for 2 hours, the stirring rotation speed was increased to 800 rpm, and the nitrogen flow rate was increased. The reaction product was a brown solid. When the reaction product was subjected to GPC analysis (THF solvent, 40 ° C., polystyrene standard), the number average molecular weight (Mn) = 1,500, the weight average molecular weight (Mw) = 7,100, the weight average molecular weight / number average molecular weight (D) = 4.73, Peak top molecular weight (P) = 1,635 (commercially available number average molecular weight = 1,646, weight average molecular weight = 5,366, weight average molecular weight / number average molecular weight = 3.26).
Styrene was added to this reaction product, and 100 ppm of t-butylcatechol was added to obtain a recycled resin solution containing 30 wt% styrene with respect to the unsaturated polyester resin content in the reaction product. 1% each of methyl ethyl ketone peroxide and cobalt naphthenate was added to this styrene solution, and cast molding was performed at 30 ° C for precuring for 2 hours and 100 ° C for postcuring for 2 hours. The bending strength of the obtained molded product is 72.8 MPa (commercial product 92.1 MPa), flexural modulus 3.47 GPa (commercial product 3.68 GPa), glass transition temperature 119.0 ° C. (commercial product 138.0 ° C.), average molecular weight between bridges 297 ( It was a commercial product 241).
「ビニロン繊維強化プラスチック製マネキンのエチレングリコールによる分解、不飽和ポリエステルへの再合成」
ビニロン繊維強化プラスチック製マネキン(株式会社京屋製)は、ビニロン繊維織物2枚にPETより再生した不飽和ポリエステル樹脂を含浸させ、ハンドレイアップ成形した。曲げ強度は734MPa(変位0.5mm)、バーコール硬さ(A法)は46、シャルピー衝撃強さはフラットワイズ(面に垂直方向)12.94KJ/m2、エッチワイズ(厚さ方向)18.47KJ/m2あった。
動的粘弾性(10Hz)のtanδのピークより求めたガラス移転点(Tg)は99.9℃であった。
動的粘弾性(10Hz)の(Tg+40)℃での貯蔵弾性率(E’)の値から求めた橋かけ点間平均分子量(Mc)は153であった。
耐圧硝子工業製TAS-095型反応装置(材質SUS316、容量950ml、最高使用温度300℃、最高使用圧力20MPa)に、エチレングリコール155.2g(2.5モル)、次いでビニロン繊維強化プラスチック製マネキン(株式会社京屋製)を25mm角に破砕したもの130g((プロピレングリコール単位)0.25−(フタル酸単位)0.30−(エチレングリコール単位)0.25−(マレイン酸にスチレン二分子付加した単位)0.20の組成の不飽和ポリエステル樹脂(マトリックス樹脂)0.5+ビニロン繊維0.5)を入れ、水酸化ナトリウム0.4gを添加し、290℃で2時間、600rpmで攪拌し分解させた。分解終了時の圧力は2.1MPaであった。ビニロン繊維は分解して、繊維状が残っていなかった。分解生成物は茶色の液体であった。分解生成物をGPC分析(THF溶媒、40℃、ポリスチレン標準)したところ、数平均分子量=452、重量平均分子量=15,432、重量平均分子量/数平均分子量=34.13、ピークトップの分子量=148であった。
次いで、36%塩酸1.0gで中和し、分解生成物に無水マレイン酸141.2g(1.44モル)及び無水フタル酸142.2g(0.96モル)を加え、ハイドロキノン100ppmを添加し、窒素を吹き込みながら、200rpm、150℃、1時間、210℃で2時間脱水縮合させた。なお、2時間反応後に、攪拌回転数を800rpmに上げ、窒素流量を増加した。反応生成物は茶色、固体であった。反応生成物をGPC分析(THF溶媒、40℃、ポリスチレン標準)したところ、数平均分子量=1,600、重量平均分子量=8,237、重量平均分子量/数平均分子量=5.15、ピークトップの分子量=1,722であった(市販品の数平均分子量=1,646、重量平均分子量=5,366、重量平均分子量/数平均分子量=3.26)。
この反応生成物にスチレンを加え、t-ブチルカテコール100ppmを添加して、30wt%のスチレンを含む再生不飽和ポリエステル樹脂スチレン溶液を得た。
"Decomposition of vinylon fiber reinforced plastic mannequin with ethylene glycol, resynthesis to unsaturated polyester"
A vinylon fiber reinforced plastic mannequin (manufactured by Kyoya Co., Ltd.) was impregnated with unsaturated polyester resin regenerated from PET on two vinylon fiber fabrics, and then hand laid up. Bending strength is 734 MPa (displacement 0.5 mm), Barcol hardness (Method A) is 46, Charpy impact strength is flatwise (perpendicular to the surface) 12.94 KJ / m 2 , etchwise (thickness direction) 18.47 KJ / m There were two .
The glass transition point (Tg) obtained from the tan δ peak of dynamic viscoelasticity (10 Hz) was 99.9 ° C.
The average molecular weight (Mc) between cross-linking points determined from the value of storage elastic modulus (E ') at (Tg + 40) ° C for dynamic viscoelasticity (10Hz) was 153.
Pressure-resistant glass industry TAS-095 type reactor (material SUS316, capacity 950ml, maximum operating temperature 300 ° C, maximum operating pressure 20MPa), ethylene glycol 155.2g (2.5mol), then vinylon fiber reinforced plastic mannequin (Kyoya Co., Ltd.) Made of 25mm square crushed 130g ((propylene glycol unit) 0.25- (phthalic acid unit) 0.30- (ethylene glycol unit) 0.25- (unit of maleic acid plus two styrene molecules) 0.20 unsaturated polyester Resin (matrix resin) 0.5 + vinylon fiber 0.5) was added, 0.4 g of sodium hydroxide was added, and the mixture was stirred at 290 ° C. for 2 hours at 600 rpm for decomposition. The pressure at the end of the decomposition was 2.1 MPa. The vinylon fiber was decomposed and no fiber remained. The decomposition product was a brown liquid. When the decomposition product was subjected to GPC analysis (THF solvent, 40 ° C., polystyrene standard), the number average molecular weight was 452, the weight average molecular weight was 15,432, the weight average molecular weight / number average molecular weight was 34.13, and the peak top molecular weight was 148. .
Next, neutralized with 1.0 g of 36% hydrochloric acid, 141.2 g (1.44 mol) of maleic anhydride and 142.2 g (0.96 mol) of phthalic anhydride were added to the decomposition product, 100 ppm of hydroquinone was added, and 200 rpm was added while blowing nitrogen. The mixture was subjected to dehydration condensation at 150 ° C for 1 hour and at 210 ° C for 2 hours. After the reaction for 2 hours, the stirring rotation speed was increased to 800 rpm, and the nitrogen flow rate was increased. The reaction product was brown and solid. The reaction product was subjected to GPC analysis (THF solvent, 40 ° C., polystyrene standard). As a result, the number average molecular weight was 1,600, the weight average molecular weight was 8,237, the weight average molecular weight / number average molecular weight was 5.15, and the peak top molecular weight was 1,722. (Number average molecular weight of commercial product = 1,646, weight average molecular weight = 5,366, weight average molecular weight / number average molecular weight = 3.26).
Styrene was added to this reaction product, and 100 ppm of t-butylcatechol was added to obtain a regenerated unsaturated polyester resin styrene solution containing 30 wt% styrene.
「ナイロン-6繊維強化プラスチックのプロピレングリコールによる分解、不飽和ポリエステルへの再合成」
ナイロン-6繊維強化FRPは、不飽和ポリエステルのスチレン溶液に対し、開始剤としてt-ブチルパーベンゾエート1%を加え、その樹脂をナイロン-6ジャージ(目付201.8g/m2)3枚に含浸させ、150℃で、10分間、卓上型ホットプレス(テクノサプライ株式会社製)を用いて、圧縮成形して硬化させ、物性を測定した。繊維分36.7%、樹脂分63.3%であった。曲げ強度は30.1MPa(変位5.9mm)、曲げ弾性率1.42GPaであった。
動的粘弾性(10Hz)のtanδのピークより求めたガラス移転点(Tg)は178.9℃であった。
動的粘弾性(10Hz)の(Tg+40)℃での貯蔵弾性率(E’)の値から求めた橋かけ点間平均分子量(Mc)は204であった。
耐圧硝子工業製TAS-095型反応装置(材質SUS316、容量950ml、最高使用温度300℃、最高使用圧力20MPa)に、プロピレングリコール190.2g(2.5モル)、次いでナイロン-6繊維強化プラスチック130g((プロピレングリコール単位)0.25−(フタル酸単位)0.30−(エチレングリコール単位)0.25−(マレイン酸にスチレン二分子付加した単位)0.20の組成の不飽和ポリエステル樹脂(マトリックス樹脂)0.63+ナイロン繊維0.37)を入れ、290℃で2時間、600rpmで攪拌し分解させた。分解終了時の圧力は3.0MPaであった。分解生成物は茶色液体であった。分解生成物をGPC分析(THF溶媒、40℃、ポリスチレン標準)したところ、数平均分子量=280、重量平均分子量=3,100、重量平均分子量/数平均分子量=11.07、ピークトップの分子量=150であった。
次いで、分解生成物に無水マレイン酸141.2g(1.44モル)及び無水フタル酸142.2g(0.96モル)を加え、ハイドロキノン100ppmを添加し、窒素を吹き込みながら、200rpm、150℃、1時間、210℃で2時間脱水縮合させた。なお、2時間反応後に、攪拌回転数を800rpmに上げ、窒素流量を増加した。反応生成物は茶色の固体であった。反応生成物をGPC分析(THF溶媒、40℃、ポリスチレン標準)したところ、数平均分子量=1,550、重量平均分子量=7,560、重量平均分子量/数平均分子量=4.88、ピークトップの分子量=1,650であった(市販品の数平均分子量=1,646、重量平均分子量=5,366、重量平均分子量/数平均分子量=3.26)。
この反応生成物にスチレンを加え、t-ブチルカテコール100ppmを添加して、30wt%のスチレンを含む再生不飽和ポリエステル樹脂スチレン溶液を得た。メチルエチルケトンパーオキサイド、ナフテン酸コバルトを不飽和ポリエステル樹脂に対しそれぞれ1wt%添加し、プレキュアー30℃、2時間、ポストキュアー100℃、2時間で注型成形した。得られた成形物の曲げ強度は77.0MPa(市販品92.1MPa)、曲げ弾性率3.60GPa(市販品3.68GPa)、ガラス転移温度122.7℃(市販品138.0℃)、橋架け点間平均分子量233(市販品241)であった。
"Decomposition of nylon-6 fiber reinforced plastic with propylene glycol, resynthesis to unsaturated polyester"
Nylon-6 fiber reinforced FRP is made by adding 1% t-butyl perbenzoate as an initiator to an unsaturated polyester styrene solution, and impregnating three nylon-6 jerseys (201.8 g / m 2 per unit area) with the resin. At 150 ° C. for 10 minutes, a tabletop hot press (manufactured by Techno Supply Co., Ltd.) was used for compression molding and curing, and the physical properties were measured. The fiber content was 36.7% and the resin content was 63.3%. The bending strength was 30.1 MPa (displacement 5.9 mm) and the flexural modulus was 1.42 GPa.
The glass transition point (Tg) determined from the tan δ peak of dynamic viscoelasticity (10 Hz) was 178.9 ° C.
The average molecular weight (Mc) between cross-linking points obtained from the value of the storage elastic modulus (E ') at (Tg + 40) ° C of dynamic viscoelasticity (10Hz) was 204.
Pressure-resistant glass industry TAS-095 reactor (material SUS316, capacity 950ml, maximum operating temperature 300 ° C, maximum operating pressure 20MPa), propylene glycol 190.2g (2.5mol), then nylon-6 fiber reinforced plastic 130g ((propylene Glycol unit) 0.25- (phthalic acid unit) 0.30- (ethylene glycol unit) 0.25- (unit of styrene bimolecular addition to maleic acid) 0.20 composition unsaturated polyester resin (matrix resin) 0.63 + nylon fiber 0.37) The mixture was stirred at 600 rpm for 2 hours at 290 ° C. for decomposition. The pressure at the end of the decomposition was 3.0 MPa. The decomposition product was a brown liquid. When the decomposition product was subjected to GPC analysis (THF solvent, 40 ° C., polystyrene standard), the number average molecular weight was 280, the weight average molecular weight was 3,100, the weight average molecular weight / number average molecular weight was 11.07, and the peak top molecular weight was 150. .
Next, 141.2 g (1.44 mol) of maleic anhydride and 142.2 g (0.96 mol) of phthalic anhydride were added to the decomposition product, 100 ppm of hydroquinone was added, and while blowing nitrogen, at 200 rpm, 150 ° C., 1 hour, 210 ° C. It was dehydrated and condensed for 2 hours. After the reaction for 2 hours, the stirring rotation speed was increased to 800 rpm, and the nitrogen flow rate was increased. The reaction product was a brown solid. The reaction product was subjected to GPC analysis (THF solvent, 40 ° C., polystyrene standard). The number average molecular weight was 1,550, the weight average molecular weight was 7,560, the weight average molecular weight / number average molecular weight was 4.88, and the peak top molecular weight was 1,650. (Number average molecular weight of commercial product = 1,646, weight average molecular weight = 5,366, weight average molecular weight / number average molecular weight = 3.26).
Styrene was added to this reaction product, and 100 ppm of t-butylcatechol was added to obtain a regenerated unsaturated polyester resin styrene solution containing 30 wt% styrene. Methyl ethyl ketone peroxide and cobalt naphthenate were added in an amount of 1 wt% to the unsaturated polyester resin, respectively, and cast and molded at 30 ° C. for 2 hours and 100 ° C. for 2 hours. The bending strength of the obtained molded product was 77.0 MPa (commercial product 92.1 MPa), flexural modulus 3.60 GPa (commercial product 3.68 GPa), glass transition temperature 122.7 ° C. (commercial product 138.0 ° C.), average molecular weight between bridge points 233 ( It was a commercial product 241).
「ケブラー繊維強化プラスチックのエチレングリコールによる分解、不飽和ポリエステルへの再合成」
ケブラー繊維強化FRPは、不飽和ポリエステルのスチレン溶液に対し、開始剤としてt-ブチルパーベンゾエート1%を加え、その樹脂をケブラー織布(目付180.3g/m2)6枚に含浸させ、150℃で、10分間、卓上型ホットプレス(テクノサプライ株式会社製)を用いて、圧縮成形して硬化させ、物性を測定した。繊維分55.6%、樹脂分44.4%であった。曲げ強度は76.0MPa(変位5.1mm)、曲げ弾性率8.50GPaであった。
動的粘弾性(10Hz)のtanδのピークより求めたガラス移転点(Tg)は194.6℃であった。
耐圧硝子工業製TAS-095型反応装置(材質SUS316、容量950ml、最高使用温度300℃、最高使用圧力20MPa)に、エチレングリコール155.2g(2.5モル)、次いでケブラー繊維強化プラスチック130g((プロピレングリコール単位)0.25−(フタル酸単位)0.30−(エチレングリコール単位)0.25−(マレイン酸にスチレン二分子付加した単位)0.20の組成の不飽和ポリエステル樹脂(マトリックス樹脂)0.44+ケブラー繊維0.56)を入れ、水酸化カリウム0.56gを添加し、290℃で2時間、600rpmで攪拌し分解させた。分解終了時の圧力は3.9 MPaであった。分解生成物は茶色の液体であった。分解生成物をGPC分析(THF溶媒、40℃、ポリスチレン標準)したところ、数平均分子量=450、重量平均分子量=4,200、重量平均分子量/数平均分子量=9.33、ピークトップの分子量=245であった。
次いで、36%塩酸1.0gで中和し、分解生成物に無水マレイン酸141.2g(1.44モル)及び無水フタル酸142.2g(0.96モル)を加え、ハイドロキノン100ppmを添加し、窒素を吹き込みながら、200rpm、150℃、1時間、210℃で2時間脱水縮合させた。なお、2時間反応後に、攪拌回転数を800rpmに上げ、窒素流量を増加した。反応生成物は茶色の固体であった。反応生成物をGPC分析(THF溶媒、40℃、ポリスチレン標準)したところ、数平均分子量=1,650、重量平均分子量=8,200、重量平均分子量/数平均分子量=4.96、ピークトップの分子量=1,750であった(市販品の数平均分子量=1,646、重量平均分子量=5,366、重量平均分子量/数平均分子量=3.26)。
この反応生成物にスチレンを加え、t-ブチルカテコール100ppmを添加して、30wt%のスチレンを含む再生不飽和ポリエステル樹脂スチレン溶液を得た。
"Degradation of Kevlar fiber reinforced plastic with ethylene glycol, resynthesis to unsaturated polyester"
Kevlar fiber reinforced FRP was added 1% t-butyl perbenzoate as an initiator to styrene solution of unsaturated polyester, impregnated with 6 pieces of Kevlar woven fabric (weight per unit: 180.3 g / m 2 ) at 150 ° C Then, using a desktop hot press (manufactured by Techno Supply Co., Ltd.) for 10 minutes, it was compression-molded and cured, and the physical properties were measured. The fiber content was 55.6% and the resin content was 44.4%. The bending strength was 76.0 MPa (displacement 5.1 mm) and the flexural modulus was 8.50 GPa.
The glass transition point (Tg) determined from the tan δ peak of dynamic viscoelasticity (10 Hz) was 194.6 ° C.
Pressure-resistant glass industry TAS-095 reactor (material SUS316, capacity 950ml, maximum operating temperature 300 ° C, maximum operating pressure 20MPa), ethylene glycol 155.2g (2.5mol), then Kevlar fiber reinforced plastic 130g ((propylene glycol unit) ) 0.2- (phthalic acid unit) 0.30- (ethylene glycol unit) 0.25- (maleic acid added to styrene bimolecular unit) 0.20 unsaturated polyester resin (matrix resin) 0.44 + Kevlar fiber 0.56) Potassium oxide 0.56g was added and it decomposed | disassembled by stirring at 600 rpm for 2 hours at 290 degreeC. The pressure at the end of the decomposition was 3.9 MPa. The decomposition product was a brown liquid. The decomposition product was subjected to GPC analysis (THF solvent, 40 ° C., polystyrene standard). As a result, the number average molecular weight was 450, the weight average molecular weight was 4,200, the weight average molecular weight / number average molecular weight was 9.33, and the peak top molecular weight was 245. .
Then, neutralized with 36% hydrochloric acid 1.0g, maleic anhydride 141.2g (1.44mol) and phthalic anhydride 142.2g (0.96mol) were added to the decomposition product, hydroquinone 100ppm was added, while blowing nitrogen, 200rpm The mixture was subjected to dehydration condensation at 150 ° C. for 1 hour and at 210 ° C. for 2 hours. After the reaction for 2 hours, the stirring rotation speed was increased to 800 rpm, and the nitrogen flow rate was increased. The reaction product was a brown solid. The reaction product was subjected to GPC analysis (THF solvent, 40 ° C., polystyrene standard). The number average molecular weight was 1,650, the weight average molecular weight was 8,200, the weight average molecular weight / number average molecular weight was 4.96, and the peak top molecular weight was 1,750. (Number average molecular weight of commercial product = 1,646, weight average molecular weight = 5,366, weight average molecular weight / number average molecular weight = 3.26).
Styrene was added to this reaction product, and 100 ppm of t-butylcatechol was added to obtain a regenerated unsaturated polyester resin styrene solution containing 30 wt% styrene.
「ケブラー繊維強化プラスチックのエチレングリコールによる分解、不飽和ポリエステルへの再合成」
ケブラー繊維強化FRPは、不飽和ポリエステルのスチレン溶液に対し、開始剤としてt-ブチルパーベンゾエート1%を加え、その樹脂をケブラー織布(目付180.3g/m2)9枚に含浸させ、150℃で、10分間、卓上型ホットプレス(テクノサプライ株式会社製)を用いて、圧縮成形して硬化させ、物性を測定した。繊維分56.1%、樹脂分43.9%であった。曲げ強度は299.2MPa(変位6.1mm)、曲げ弾性率44.90GPaであった。
動的粘弾性(10Hz)のtanδのピークより求めたガラス移転点(Tg)は200.9℃であった。
耐圧硝子工業製TAS-095型反応装置(材質SUS316、容量950ml、最高使用温度300℃、最高使用圧力20MPa)に、エチレングリコール155.2g(2.5モル)、次いでケブラー繊維強化FRP130g((プロピレングリコール単位)0.25−(フタル酸単位)0.30−(エチレングリコール単位)0.25−(マレイン酸にスチレン二分子付加した単位)0.20の組成の不飽和ポリエステル樹脂(マトリックス樹脂)0.44+ケブラー繊維0.56)を入れ、290℃で2時間、600rpmで攪拌し分解させた。分解終了時の圧力は3.8MPaであった。分解生成物は茶色の液体であった。分解生成物をGPC分析(THF溶媒、40℃、ポリスチレン標準)したところ、数平均分子量=493、重量平均分子量=9,819、重量平均分子量/数平均分子量=19.9、ピークトップの分子量=286であった。
次いで、分解生成物に無水マレイン酸141.2g(1.44モル)及び無水フタル酸142.2g(0.96モル)を加え、ハイドロキノン100ppmを添加し、窒素を吹き込みながら、200rpm、150℃、1時間、210℃で2時間脱水縮合させた。なお、2時間反応後に、攪拌回転数を800rpmに上げ、窒素流量を増加した。反応生成物は茶色の固体であった。反応生成物をGPC分析(THF溶媒、40℃、ポリスチレン標準)したところ、数平均分子量=846、重量平均分子量=7,468、重量平均分子量/数平均分子量=8.82、ピークトップの分子量=1,210であった(市販品の数平均分子量=1,646、重量平均分子量=5,366、重量平均分子量/数平均分子量=3.26)。
スチレンを加え、t-ブチルカテコール100ppmを添加してスチレン30wt%の不飽和ポリエステル樹脂溶液を得た。
"Degradation of Kevlar fiber reinforced plastic with ethylene glycol, resynthesis to unsaturated polyester"
Kevlar fiber reinforced FRP was added 1% t-butyl perbenzoate as an initiator to styrene solution of unsaturated polyester, and impregnated 9 sheets of Kevlar woven fabric (weight per unit area: 180.3 g / m 2 ) at 150 ° C. Then, using a desktop hot press (manufactured by Techno Supply Co., Ltd.) for 10 minutes, it was compression-molded and cured, and the physical properties were measured. The fiber content was 56.1% and the resin content was 43.9%. The bending strength was 299.2 MPa (displacement 6.1 mm) and the flexural modulus was 44.90 GPa.
The glass transition point (Tg) obtained from the tan δ peak of dynamic viscoelasticity (10 Hz) was 200.9 ° C.
Pressure-resistant glass industry TAS-095 reactor (material SUS316, capacity 950ml, maximum operating temperature 300 ° C, maximum operating pressure 20MPa), ethylene glycol 155.2g (2.5mol), then Kevlar fiber reinforced FRP 130g ((propylene glycol unit) 0.25-(phthalic acid unit) 0.30-(ethylene glycol unit) 0.25-(unit of styrene bimolecular addition to maleic acid) 0.20 composition unsaturated polyester resin (matrix resin) 0.44 + Kevlar fiber 0.56), 290 ° C And stirred for 2 hours at 600 rpm for decomposition. The pressure at the end of the decomposition was 3.8 MPa. The decomposition product was a brown liquid. When the decomposition product was subjected to GPC analysis (THF solvent, 40 ° C., polystyrene standard), the number average molecular weight was 493, the weight average molecular weight was 9,819, the weight average molecular weight / number average molecular weight was 19.9, and the peak top molecular weight was 286. .
Next, 141.2 g (1.44 mol) of maleic anhydride and 142.2 g (0.96 mol) of phthalic anhydride were added to the decomposition product, 100 ppm of hydroquinone was added, and while blowing nitrogen, at 200 rpm, 150 ° C., 1 hour, 210 ° C. It was dehydrated and condensed for 2 hours. After the reaction for 2 hours, the stirring rotation speed was increased to 800 rpm, and the nitrogen flow rate was increased. The reaction product was a brown solid. The reaction product was subjected to GPC analysis (THF solvent, 40 ° C., polystyrene standard). The number average molecular weight was 846, the weight average molecular weight was 7,468, the weight average molecular weight / number average molecular weight was 8.82, and the peak top molecular weight was 1,210. (Number average molecular weight of commercial product = 1,646, weight average molecular weight = 5,366, weight average molecular weight / number average molecular weight = 3.26).
Styrene was added and 100 ppm of t-butylcatechol was added to obtain an unsaturated polyester resin solution of 30 wt% styrene.
(比較例)
「エチレングリコールによるガラス繊維強化FRPの分解、再合成」
耐圧硝子工業製TAS-095型反応装置(材質SUS316、容量950ml、最高使用温度300℃、最高使用圧力20MPa)に、エチレングリコール155.2g(2.5モル)、次いで浄化槽製造時の廃FRP131g(樹脂分40%、ガラス繊維30%、炭酸カルシウム30%、(プロピレングリコール単位)0.25−(フタル酸単位)0.30−(エチレングリコール単位)0.25−(マレイン酸にスチレン二分子付加した単位)0.20の組成の不飽和ポリエステル樹脂(マトリックス樹脂)単位0.1グラム当量)を入れ、290℃で3時間、600rpmで攪拌し分解させた。分解終了時の圧力は1.8 MPaであった。分解生成物は茶色の粘ちょう液体(ガラス繊維、炭酸カルシウムはばらばらになり、そのまま残る)であった。分解生成物をGPC分析(THF溶媒、40℃、ポリスチレン標準)したところ、数平均分子量=342、重量平均分子量=11,148、重量平均分子量/数平均分子量=32.60、ピークトップの分子量=237であった。
次いで、ガラス繊維、炭酸カルシウムを分離しないで、前記の分解生成物に無水マ
レイン酸122.6g(1.25モル)及び無水フタル酸185.2g(1.25モル)を加え、ハイドロキノン100ppmを添加し、窒素を吹き込みながら、200rpm、150℃、1時間、210℃で2時間脱水縮合させた。なお、2時間反応後に、攪拌回転数を800rpmに上げ、窒素流量を増加した。反応生成物は茶色の固体であった。反応生成物をGPC分析(THF溶媒、40℃、ポリスチレン標準)したところ、数平均分子量=638、重量平均分子量=1,695、重量平均分子量/数平均分子量=2.65、ピークトップの分子量=962であった。
この反応生成物にスチレンを加え、t-ブチルカテコール100ppmを添加して、40wt%のスチレンを含む再生不飽和ポリエステル樹脂のスチレン溶液を得た。
(Comparative example)
"Decomposition and resynthesis of glass fiber reinforced FRP with ethylene glycol"
Pressure-resistant glass industry TAS-095 reactor (material SUS316, capacity 950ml, maximum operating temperature 300 ° C, maximum operating pressure 20MPa), ethylene glycol 155.2g (2.5mol), then waste FRP 131g (resin content 40) %, Glass fiber 30%, calcium carbonate 30%, (propylene glycol units) 0.25- (phthalic acid units) 0.30- (ethylene glycol units) 0.25- (units of maleic acid plus two styrene molecules) 0.20 Polyester resin (matrix resin) unit 0.1 gram equivalent) was added and stirred at 290 ° C. for 3 hours at 600 rpm for decomposition. The pressure at the end of the decomposition was 1.8 MPa. The decomposition product was a brown viscous liquid (glass fibers and calcium carbonate were separated and remained as they were). When the decomposition product was subjected to GPC analysis (THF solvent, 40 ° C., polystyrene standard), the number average molecular weight was 342, the weight average molecular weight was 11,148, the weight average molecular weight / number average molecular weight was 32.60, and the peak top molecular weight was 237. .
Next, without separating the glass fiber and calcium carbonate, maleic anhydride 122.6 g (1.25 mol) and phthalic anhydride 185.2 g (1.25 mol) were added to the above decomposition product, hydroquinone 100 ppm was added, and nitrogen was blown in , 200 rpm, 150 ° C., 1 hour, and 210 ° C. for 2 hours. After the reaction for 2 hours, the stirring rotation speed was increased to 800 rpm, and the nitrogen flow rate was increased. The reaction product was a brown solid. The reaction product was subjected to GPC analysis (THF solvent, 40 ° C., polystyrene standard). As a result, number average molecular weight = 638, weight average molecular weight = 1,695, weight average molecular weight / number average molecular weight = 2.65, and peak top molecular weight = 962. .
Styrene was added to this reaction product, and 100 ppm of t-butylcatechol was added to obtain a styrene solution of regenerated unsaturated polyester resin containing 40 wt% styrene.
本発明によれば、有機繊維強化プラスチツク廃棄物から、工業的に有用な樹脂原料
を得ることができ、不飽和ポリエステル樹脂に再生することができる。また、分解は比較的低い温度または比較的短時間に行え、比較的簡単な操作で実施し得るので、簡易な設備をもって、経済的な有機繊維強化プラスチツク廃棄物の再利用を可能とすることができる。すなわち、本発明により、有機繊維強化プラスチツク製のマネキン、表示用造形物、建材等製造時に生じる廃棄物、及びそれらの製品の廃棄物を有効に再利用することができる。
According to the present invention, an industrially useful resin raw material can be obtained from organic fiber reinforced plastic waste, and can be regenerated into an unsaturated polyester resin. In addition, the decomposition can be performed at a relatively low temperature or in a relatively short time and can be carried out with a relatively simple operation, so that it is possible to reuse the organic fiber-reinforced plastic waste economically with simple equipment. it can. That is, according to the present invention, mannequins made of organic fiber reinforced plastic, display shaped objects, wastes produced during the production of building materials, and wastes of those products can be effectively reused.
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