耐火プラスチックがリサイクルへの道を戻る

電気自動車向け軽量材料には、耐火性を高めるほどリサイクルが難しくなるという対立がある。韓国化学技術研究院（英語略称KRICT）のチームは、両方を一材料で狙った。筆頭著者はDostonbek Sodik Mavlonovで、Jin Chul Kim、Ji-Eun Jeong、Young-Jae Jinが研究を主導した。機関発表は韓国国家科学技術研究会がNewswiseに掲載し、個人記者名は示されていない。

解決策は自己強化複合材で、母材と補強繊維が同じポリマー系統に属する材料を指す。ここでは繊維とフィルムの双方が、加熱すると再び軟化する熱可塑性樹脂の高密度ポリエチレンでできている。低分子量で枝分かれした変性ポリオレフィン添加剤が、溶融フィルムを繊維の隙間へ導き、難燃粒子を大きな塊にせず分散する。

実験室試験では、添加剤によってフィルムと繊維の接着が約40％向上した。難燃剤が質量の40％を占めてもUL-94 V-0を達成した。UL-94はUnderwriters Laboratoriesの垂直燃焼性試験で、V-0は最高等級を表し、試料が速やかに消火して下の物体を燃やす火炎滴を落とさない。研究者は機械特性も保たれたと報告する。

リサイクルでも差が出た。洗浄で新添加剤の90％超を除去できた一方、同等の市販配合は40％超が残り、回収樹脂を汚染した。再生材の色と強度は未使用樹脂に近かった。製造ではフィルムと繊維を最低5層交互に積み、130℃、10バールで加圧する。10バールは標準大気圧のおよそ10倍である。

結論は有望だが、産業規模では未確定である。耐火性、接着、ポリマー回収が自己強化複合材で共存できることを実験室では示したが、自動車での耐久性、多数回循環後の安全性、商業規模の回収は証明していない。チームは反復循環、難燃剤蓄積、企業との部品実証を予定しており、その結果が実際の環境・経済効果を決める。