[發明專利]離子液體/水混合體系中廢尼龍6降解回收ε-己內酰胺的方法

有效

• 申請號: 201110257771.5
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102382052A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 陳晉陽;阮如意;劉鋒
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C07D223/10
• 分類號: C07D223/10;C07D201/12
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及一種離子液體/水二元混合體系中廢尼龍6降解回收ε-己內酰胺的方法。屬于高分子聚合物回收應用技術領域。

背景技術

尼龍以其高拉伸強度、良好的抗蠕變性、耐磨性、耐化學品性、耐熱及低磨擦系數等優異的性能，居世界五大工程塑料（聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚、熱塑性聚酯）的消費量之首。近年來隨著電子產品、汽車工業、機械、纖維等行業的迅猛發展，尼龍6的需求量明顯增加。如不合理的回收利用，不僅造成巨大的資源浪費，而且產生嚴重的環境污染。由于廢塑料常規的填埋、焚燒、以及直接熱裂解制油的方法都存在一定的問題。廢尼龍6合理的處理方法是通過化學降解的方法來回收利用其合成單體，這不僅可以減少環境問題，同時也是緩解當前資源緊缺問題的一個重要方法。

雖然目前以超（近）臨界水為介質來降解廢尼龍6回收己內酰胺的實驗研究已經取得了很好的進展，但是，由于超（近）臨界水苛刻的溫壓條件，工業化應用存在很大的難度。與水形成共溶劑或混合流體體系可拓寬高溫高壓水的應用，如：①改善流體的溶劑化能力，提高溶質在流體中的溶解度；②與溶質有特殊作用的共溶劑，增強對溶質的選擇性；③特殊微觀結構，可調節化學反應的反應速率和選擇性；④催化作用。近年來，作為一種新綠色溶劑的離子液體廣受關注，其種類多、性質容易調變、特別是“零”蒸汽壓，與水形成混合體系，可賦予混合體系更多容易調變的物理化學性質和反應性能。

離子液體[EMIM]Cl與水的混合體系，已經發現可改變水的離解平衡常數Kw，使纖維素可在溫和條件（140℃，1atm）降解，而只用水作介質溫度通常在260℃以上，混合體系不僅使溫度大大降低，而且不需要高壓，僅常壓下即可。離子液體[Bmim][Cl]與水，在加入少量的離子液體[HSO₃-pmim][HSO₄]作為催化劑，在170℃使PET高效水解，而只用水作介質通常要在240℃以上，溫度也大大地降低了。由此說明，離子液體與水分子間的相互作用，對物理化學性質產生重要影響，使得需要超（近）臨界水中才能實現的反應可在較溫和的條件下實現。因此，以離子液體/水混合物體系作為介質來降解廢塑料具有重要的意義。

發明內容

本發明目的在于提供一種在離子液體/水二元混合體系中催化尼龍6降解回收ε-己內酰胺單體的方法。為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種離子液體/水二元混合體系中廢尼龍6降解回收ε-己內酰胺的方法，其特征在于具有以下的工藝過程和步驟:

a.?廢尼龍6用去離子水沖洗干凈，放入烘箱中45～65℃烘18～30h。烘干后的廢尼龍6放入粉碎機中粉碎并過200目篩，得到粉末狀尼龍6。

b.?將鹵化咪唑類離子液體與水進行混合超聲處理30min，使其混合均勻，離子液體的摩爾分數為10-20%。

c.?將1份質量的尼龍6樣品與5～15份質量的離子液體/水的二元體系混合均勻后，加入高溫高壓反應釜中，在反應溫度150-230℃下使之反應，時間5-10h。

d.?反應結束后，取出反應釜，冷卻至室溫。打開反應釜，將淡黃色液體倒出，離心過濾分離降解產物，取少量樣品進行HPLC分析己內酰胺的產率。

本發明方法的特點和優點如下所述：

（1）本發明方法的優點是反應溫度低、壓力小。

（2）和傳統的熱降解相比副反應少，通過離子液體和水的相互作用可以很好的促進尼龍6的溶解與降解。

附圖說明

圖1?為T=170℃，離子液體的摩爾分數為12.9%的條件下，不同反應時間下己內酰胺的收率

圖2?為不同反應溫度下，尼龍6的降解率。從圖中可以看出在離子液體的摩爾分數為12.9%時，溫度高于170℃的后固體殘余量很少，即尼龍6基本完全降解了。

具體實施方式

實施例一

將樣品粉碎成200目的尼龍6粉末，采用去離子清洗干凈，放入烘箱中60℃干燥24h。稱取1份質量廢尼龍6粉末，放入10份質量（[Bmim]Cl）摩爾分數為12.9%的離子液體/水混合體系中，然后加入高溫高壓反應釜中。將反應釜放入預先設定好反應溫度的電爐中，反應溫度為170℃，反應時間8h。反應結束后將反應釜冷卻至室溫，得到淡黃色混合物，離心過濾除去不溶物，取少量液體進行HPLC分析得到己內酰胺的收率為50.5%。

實施例二

將樣品粉碎成200目的尼龍6粉末，采用去離子清洗干凈，放入烘箱中60℃干燥24h。將1份質量廢尼龍6粉末，放入10份質量（[Bmim]Br）摩爾分數為19.3%的離子液體/水混合體系中，然后加入高溫高壓反應釜中。將反應釜放入預先設定好反應溫度的電爐中，反應溫度為190℃，反應時間6h。反應結束后將反應釜冷卻至室溫，得到深黃色混合物，離心過濾除去不溶物，取少量液體進行HPLC分析得到己內酰胺的收率為30.5%。