ペットボトルからテレフタル酸を回収する

１　目的

　　ペットボトルをメタノールのアルカリ溶液で加水分解し、原材料のテレフタル酸を回収する。

２　準備

　［器具］　丸底フラスコ(200ml)、還流冷却器、水浴器、電子てんびん、メスシリンダー(100ml)、三角漏斗、ブフナー漏斗、吸引瓶、ホットプレートスターラー、ハサミ、コーヒー用ペーパーフィルター、ガラス棒、ビーカー(300ml)、ｐＨ試験紙
　［薬品等］　ペットボトル（ＰＥＴ）、メタノール、水酸化ナトリウム、濃塩酸、0.1mol/l硝酸銀水溶液、蒸留水

３　方法

(1)　ペットボトル（ＰＥＴ）の胴体部分をハサミで５mm角に切る。

(2)　ＰＥＴ片3.0g、水酸化ナトリウム3.0g、メタノール30mlを丸底フラスコに入れる。

(3)　丸底フラスコに還流冷却器を付け、ホットプレートスターラー上の65℃湯浴中で加熱し反応させる。

写真１　ＰＥＴ分解実験装置

(4)　30分間反応させた後、丸底フラスコを水道水で冷却し、白濁した液が透明になるまで蒸留水を加える。

(5)　三角漏斗にコーヒー用ペーパーフィルターをのせ、未反応ＰＥＴをろ過し、取り除く。

(6)　ろ液は300mlビーカーにとり、濃塩酸をｐＨ４〜５になるまで加え、よくかき混ぜる。

(7)　沈殿物を吸引ろ過し、ろ液が硝酸銀水溶液で白濁しなくなるまで沈殿物を蒸留水で２、３回洗浄する。

(8)　沈殿物を乾燥し、その質量を測定する。加熱乾燥の場合は100℃で１時間程度、自然乾燥の場合は１日以上放置する。

４　結果

(1)　分解生成物（テレフタル酸）の質量：1.3g、回収率：49％

(2)　分解生成物（テレフタル酸）

写真２　分解生成物（テレフタル酸）

５　留意点

(1)　メタノール、水酸化ナトリウムの取り扱いには注意する。

(2)　反応温度は、メタノールの沸点である65℃を超えないようにする。

(3)　操作(4)で蒸留水を加え過ぎるとろ過に時間がかかる。ろ過にコーヒー用ペーパーフィルターを用いたのは、ろ過時間を短縮させるためである。

６　備考

(1)　テレフタル酸の回収率を上げるためには、
　ア　PET片をできるだけ細かくする。
　イ　市販の軟らかいペットボトルを利用する。

(2)　ペットボトルはテレフタル酸とエチレングリコールが縮合重合してできた高分子化合物である。

テレフタル酸の構造式

エチレングリコールの構造式

ポリエチレンテレフタレートの構造式

７　参考文献

浅野仁「化学と教育」47巻(1999)