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【特集】連鎖重合系プラスチックの資源循環のためのグリーンケミストリー

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巻頭言―地球に愛される高分子素材1―
Introduction

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バイオエタノールを原料とする新しいプロピレン接触合成法の開発
Selective Catalytic Conversion of Bio-ethanol to Propene

　ナフサクラッカーに頼らないでバイオエタノールからプロピレンを合成する反応系を開拓した。ゼオライト系触媒を用いる形状選択的反応は以前から知られていたが,我々はスカンジウム担持酸化インジウム触媒等を開発した。本触媒は,従来触媒よりも優れた活性を示すばかりでなく,アセトアルデヒドやアセトンを中間体とする新奇な経路でプロピレンを与えた。

【目次】
1.はじめに
2.開発触媒の活性
2.1　ニッケルイオン担持シリカメゾ多孔体
2.2　酸化イットリウム-酸化セリウム固溶体
2.3　スカンジウム担持酸化インジウム
3.エタノールがプロピレンへ転換する機構
3.1　Sc/In2O3
3.2　Ni-M41 およびY2O3-CeO2
4.おわりに

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重合技術によるポリプロピレンの高性能化・高機能化
Functionalization of Polypropylene by Polymerization Methods

　メタロセン触媒の発見を契機に発展した金属錯体重合触媒,いわゆるシングルサイト触媒の研究は,ポリプロピレンの立体規則性の自在な制御を可能にするとともに,立体特異的なリビング重合をも実現した。本稿では,イソタクチックポリプロピレンについて,連鎖構造を精密に制御したブロック共重合体の合成ならびに極性官能基の導入手法について紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.isoPP 連鎖を有するブロック共重合体の合成と性質
2.1　ビス(フェノキシケチミン)チタン錯体
2.2　ジアミンビス(フェノキシ)ジルコニウム錯体
2.3　(シクロペンダジエニル)アミジナートジルコニウム(ハフニウム)錯体
2.4　ピリジルアミドハフニウム錯体
2.5　C2 対称ニッケルジイミン錯体
3.官能基化isoPP の合成と応用
3.1　保護処理を施した極性モノマーとの共重合による極性基の導入
3.2　非極性官能基を有するコモノマーとの共重合
4.おわりに

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汎用プラスチックの精密熱分解を基盤とした新規重合体の開発
Development of New Polymers Based on Precise Thermal Degradation of Commodity Plastics

　主鎖切断型汎用プラスチックの精密熱分解によって,重合や通常の有機合成で容易に合成できない高付加価値物質が効率的・選択的に生成する。本稿では,得られたビニリデン二重結合を片末端に有するスチレンオリゴマーおよび両末端に有するプロピレンオリゴマーを用いた新規重合体の合成と,それらの実用化に向けた開発に関する最新動向を解説する。

【目次】
1.はじめに
2.高分子の熱分解の歴史
3.精密熱分解反応と高付加価値精密熱分解生成物
4.精密熱分解生成物を出発原料とした新規重合体
4.1　コモノマーとしてのモノケリックス
4.2　センターブロックとしてのテレケリックス
4.3　親水性化PP トリブロック共重合体
5.テレケリックPP の連続合成と機能性共重合体の開発
6.おわりに

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新規相溶化剤を用いたリグノセルロース繊維複合材料とリサイクル炭素繊維複合材料の開発
Development of Lignocellulose Fiber Composite and Recycled Carbon Fiber Composite with a New Compatibilizer

　新規相溶化剤としてアイソタクチックポリプロピレン- ポリアクリル酸は,PP の両末端に反応性極性ポリマーであるアクリル基を固定したトリブロック共重合体である。アクリル基は,炭素繊維およびバイオマス繊維表面のヒドロキシ基とエステル結合することで,界面せん断強度が改善され,複合材料の力学物性向上に繋がる。
　
【目次】
1.はじめに
2.バイオマス繊維とリサイクル炭素繊維
2.1　バイオマス繊維
2.2　リサイクル炭素繊維
3.相溶化剤
3.1　新規相溶化剤(アイソタクチックポリプロピレン-ポリアクリル酸)
4.繊維強化複合材料
4.1　二軸押出機を利用したバイオマス繊維のワンポットプロセスの開発
4.2　LCNF/プラスチック複合化
4.3　LCNF/PP 複合材料の力学物性
5.CF/PP 複合材料の新規相溶化剤iPP-PAA の界面接着性の効果
5.1　相溶化剤/PP 複合化
5.2　マイクロドロップレット(Micro droplet:MD)法
5.3　フラグメンテーションテスト(Fragmentation test:FT)法
6.おわりに

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求核体を用いたポリ塩化ビニルの化学修飾
Chemical Modification of Polyvinyl-Chloride Using Nucleophiles

　ポリ塩化ビニル(PVC)に対してSN2 置換反応を利用することでPVC の一部に別の置換基の導入し,新たな機能を付与することが可能である。ここでは,求核体としてKSCNを用いてPVC のCl の一部をSCN 置換することで,抗菌性が付与できことを明らかにし,相間移動触媒を添加するにより置換反応の選択性が向上することを示した。

【目次】
1.はじめに
2.PVC の脱塩素反応と置換反応
2.1　PVC の脱塩素反応
2.2　PVC の置換反応
3.KSCN を用いたPVC の化学修飾
3.1　FT-IR による構造解析
3.2　脱離反応の進行
3.3　反応温度の影響
3.4　THF とDMSO の混合比の影響
3.5　KSCN 濃度の影響
3.6　反応時間の影響
3.7　TBAB 添加の影響
4.おわりに

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家電系廃ポリプロピレンの自己循環型マテリアルリサイクル技術
Closed-loop Material Recycling Technology Which Enables Repeated Recovery of Polypropylene from Used Consumer Electronics Products

　使用済み家電製品から回収したプラスチックを新しい家電製品の部材として何度も繰り返し再生・使用する「自己循環型マテリアルリサイクル技術」について開発し,特定家庭用機器再商品化法(家電リサイクル法)が施行された2001 年から実用化している。筆者らが実用化に向け取り組んだ研究内容について報告する。

【目次】
1.はじめに
2.廃プラスチックマテリアルリサイクルの概要
2.1　資源循環型マテリアルリサイクル
2.2　プラスチックの劣化と安定化
2.3　自己循環型マテリアルリサイクルの課題
3.自己循環型マテリアルリサイクル技術
3.1　余寿命評価と寿命改善
3.1.1　リサイクル材料の調製
3.1.2　酸化誘導期の測定
3.1.3　酸化誘導期による余寿命評価
3.1.4　リサイクル材料の寿命改善
3.2　リサイクル材料の品質管理
4.繰り返しマテリアルリサイクルの検証
5.異樹脂の相容化技術
5.1　PP 純度による物性の変化
5.2　SEBS の配合効果
6.おわりに

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[連載]スポーツ工学の進展―代謝・生理機能解明への新しいアプローチ―

第3 回:スノーボードを通じた幸福度向上の取り組み
Improving Happiness Using Sports

　トップスノーボーダーの夢を追うキッズスノーボード教育で「キラキラと輝く=幸福感向上」の実例を紹介する。拡張計測の実現により,トップアスリートの解析から最適解を導くことで,心身力向上やパフォーマンスの模倣が可能となり,さらに,オリンピック級選手育成の可能性について接近する。

1.スノーボードの歴史
2.プロスノーボーダー誕生
3.スノーボードを通じて経験した幸福体験を提供する場として宿泊型教育を開始
4.スノーボード教育プロクラム
4.1　特別感1
4.2　特別感2
4.3　特別感3
4.4　特別感4
5.スノーボードで幸福感を観る
5.1　1 日目
5.2　2 日目
5.3　3 日目(最終日)
6.スポーツ選手に対する拡張計測の可能性

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[ケミカルプロフィル]
アクリル酸イソボルニル(Isobornyl acrylate)
1,2-ブタンジオール(1,2-Butanediol)

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[ニュースダイジェスト]
・海外編
・国内編