[發明專利]一種可控降解回收聚對苯二甲酸乙二醇酯材料的方法

在審

• 申請號: 201710505352.6
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107417492A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 鄧天昇;王玉琪;張瑤;侯相林;王英雄;齊永琴;賈時宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: C07C27/02
• 分類號: C07C27/02;C07C51/09;C07C63/26;C07C29/09;C07C31/20;C07C67/08;C07C67/00;C07C69/08;C07C69/16;C07C69/28;C07C29/128;C07C67/03;C07C67/297
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 劉寶賢

技術領域

本發明涉及一種可控降解回收聚對苯二甲酸乙二醇酯材料的方法，屬于高分子材料循環利用和資源化領域。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene terephthalate, 簡稱PET），由對苯二甲酸二甲酯與乙二醇酯交換或以對苯二甲酸與乙二醇酯化先合成對苯二甲酸雙羥乙酯，然后再進行縮聚反應制得。PET分為纖維級聚酯和非纖維級聚酯兩大類，纖維級聚酯主要用于制造滌綸短纖維和滌綸長絲，非纖維級聚酯主要用于瓶類、薄膜、工程塑料等，其中包裝是PET最大的非纖維應用市場，同時也是PET需求增長最快的領域。2014年，我國PET產量高達3410萬噸。伴隨著PET材料的廣泛應用和大規模生產，廢舊PET材料的降解回收面臨著巨大的挑戰。

目前，降解PET材料領域已授權專利如下：中國科學院過程工程研究所相關專利，一種降解聚對苯二甲酸乙二醇酯的方法（專利號：ZL200710175704.2），利用離子液體降解聚對苯二甲酸乙二醇酯；一種催化醇解聚對苯二甲酸乙二醇酯的方法（專利號：ZL201110139360.6），以尿素作為催化劑、小分子醇類作為溶劑，降解對苯二甲酸乙二醇酯；一種多金屬氧簇催化降解聚對苯二甲酸乙二醇酯的方法（專利號：201410166733.2），以過渡金屬Mn、Co、Zn、Cu或Ni單取代的Keggin型雜多酸鹽為催化劑，以乙二醇為溶劑，醇解聚對苯二甲酸乙二醇酯。合肥工業大學相關專利，一種聚對苯二甲酸乙二醇酯的降解方法（專利號：201110044490.1），是以溴化1-丁基-3-乙基咪唑離子液體和甲醇為溶劑，在催化劑的作用下使聚對苯二甲酸乙二醇酯發生醇解反應，過濾、分離后得到乙二醇和對苯二甲酸甲酯，同時回收溴化1-丁基-3-乙基咪唑離子液體。上海應用技術學院相關專利，一種降解對苯二甲酸乙二醇酯的方法（專利號：ZL201310638098.9），通過制備HAP-γ-Fe₂O₃和1-甲基-3-（3-丙基三乙氧基硅烷）咪唑氯化物得到磁性離子液體，利用磁性離子液體作為催化劑在水相體系中降解PET。已發表論文如下：利用超臨界甲醇降解PET材料（Polymer Degradation and Stability, 2002, 75, 185-191.）。尿素作為高效可回收催化劑醇解PET（Green Chem., 2012, 14, 2559. DOI: 10.1039/c2gc35696a）。超順磁γ-Fe₂O₃作為可回收催化劑醇解PET（Green Chem., 2014, 16, 279. DOI: 10.1039./c3gc41834k）。低共熔溶劑作為高活性催化劑醇解PET（Green Chem., 2015, 17, 2473-2479. 10.1039/c4gc02401j）。含有第一排過渡金屬離子液體作為高活性催化劑醇解PET（ACS Sustainable Chem. Eng. 2015, 3, 340-348. DOI: 10.1021/sc5007522）。

目前，PET材料的主要降解方式包括醇解、水解、離子液體降解等。醇解法采用的溶劑包括甲醇、乙二醇等，利用強酸和強堿作為催化劑，降解產物復雜且難以分離。水解法主要利用超臨界水，同時利用強酸或強堿作為催化劑，反應條件苛刻，產物難以分離。離子液體降解方法，反應條件相對緩和，但同樣面對降解產物難以分離的問題。目前PET降解相關技術，反應條件苛刻、降解成本較高、產物難以分離等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種降解反應條件溫和、成本低、降解產物容易分離的可控降解回收聚對苯二甲酸乙二醇酯材料的方法。

針對目前PET材料降解反應條件苛刻、降解成本較高、降解產物難以分離等問題。本發明是通過Lewis酸金屬離子對酯鍵的配位催化作用，選擇性地斷裂PET材料的酯鍵，定向降解PET材料，而保持碳骨架結構完整，可以回收高附加值化學品對苯二甲酸和乙二醇或其衍生物。

本發明具體的技術方案如下：

一種可控降解回收聚對苯二甲酸乙二醇酯材料的方法，包括以下步驟：