[發明專利]一種聚合物的可控回收方法

有效

• 申請號: 202010932467.5
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112094429B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 楊宏軍;黃文艷;薛小強;蔣其民;江力;蔣必彪
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08J11/24
• 分類號: C08J11/24;C08J11/28;C08L67/04;C08L67/02;C08L69/00;C08L77/02;C08L77/06;C08L75/04
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 謝新萍

本發明屬于聚合物回收領域，具體涉及一種聚合物的可控回收方法。采用化學方法將待回收的聚合物精確裁剪成預期分子量的低聚物，從而提高回收后聚合物的品質，拓展其應用前景。與現有聚合物的化學回收方法相比本發明優勢具體表現在：傳統化學回收方法僅可將聚合物降解成低聚物，低聚物的分子量并不可控，而本發明得到的低聚物分子量可以預測，并能根據需求進行精準調控；且本發明的待回收聚合物不僅適用于結構組成相同的均聚物，更適用于結構組成不同的共聚物，回收后的低聚物具有共聚結構。本方法反應迅速、反應條件溫和，可用作聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯和尼龍等多種均聚物或共聚物的回收，具有非常好的應用前景。

技術領域

本發明屬于聚合物回收技術領域，具體涉及一種聚合物的可控回收方法。

背景技術

據統計，全球每年生產三億八千萬噸聚合物材料，占所生產原油和天然氣總和的7％。這些聚合物材料的使用極大的方便了人們的生產和生活，但也造成了嚴重的資源浪費和環境污染。因此，聚合物廢料的高價值回收已成為迫切需要解決的問題。

目前，聚合物廢料的回收分為物理回收和化學回收兩種方法。物理回收法是指在不破壞聚合物本身的化學結構和基本組成的情況下，利用清洗、切割、裁剪等物理手段將聚合物回收和重新加工。這種方法的優勢在于流程簡單、設備投資小、便于操作，也是目前聚合物回收的主要方法。但是，物理回收過程中通常伴隨著產品分子量降低、特性粘度降低以及熱分解等問題，導致物理回收的聚合物性能減弱，其產物只能用于生產低價值產品，且無法實現完全“閉環回收”，易造成二次污染?；瘜W回收法主要是指用化學手段將廢棄聚合物變成有用單體或聚合物再加以利用的聚合物材料回收方法，包括熱解法、水解法、醇解法以及胺解法等方法。化學回收法不受聚合物原料的限制，且能夠得到用途廣泛的高質量產品，其降解產物還可用于生產聚氨酯、不飽和聚酯等產品。此外，化學回收法能有效避免質量降級的問題，且不存在回收次數的限制，因此更加符合可持續發展的需求，更加具有優勢和發展前景。但是，現有化學回收方法也有缺陷。例如，化學回收法大多是將聚合物降解成小分子單體或低聚物，但是產物的分子量并不可控；化學回收工藝復雜，技術水平要求高，且幾乎所有的化學回收都需要高溫高壓，要額外消耗大量能源。不僅如此，大多數待回收聚合物制品都為混合物，很難用同一化學方法回收，需要預先對待回收聚合物分揀，增加了回收成本。因此，尋求簡單高效的化學回收方法、制備高價值聚合物回料已成為迫切解決的問題。

發明內容

本發明針對現有聚合物化學回收的缺點，提供一種聚合物的可控回收方法。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：先將待回收聚合物充分干燥，然后將其和分子量調節劑置于反應瓶中，將反應氣氛置換為惰性氣體，加入催化劑后本體或溶液下進行反應。反應結束后，加溶劑溶解和稀釋、沉淀、干燥后得到產物。

其中，待回收的聚合物包括聚酯如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚己內酯(PCL)、聚戊內酯(PVL)；聚碳酸酯如雙酚A聚碳酸酯(BAPC)、聚亞乙基碳酸酯(PEC)、聚三亞甲基碳酸酯(PTMC)；聚酰胺如尼龍6(PA-6)、尼龍66(PA-66)、尼龍1010(PA-1010)以及聚氨酯如聚氨酯-6(PU-6)中的一種或幾種共混物。

分子量調節劑為小分子醇或胺，其與聚合物結構單元的摩爾比值為1:1～100。

其中，小分子醇為乙二醇、1,4丁二醇和頻那醇中的一種或幾種，小分子胺為乙二胺和己二胺中的一種或幾種。

使用的催化劑為具有-N＝P-結構的膦腈有機堿，具體為t-BuP₁、t-BuP₂、t-BuP₄中的一種或幾種。其與聚合物結構單元摩爾比值在1:10～500之間。

采用本體反應，本體反應溫度為170℃，反應時間為2h。

溶液反應所用溶劑為四氫呋喃、N,N’-二甲基甲酰胺和二甲基亞砜中的一種或幾種。溶劑質量和待回收聚合物的質量比為0.1～1.5:1，反應溫度為25-150℃，反應時間為2-6h。