[發明專利]一種塑料降解回收單體的合成方法

有效

• 申請號: 202110338473.2
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113307732B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 姜雪峰
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: C07C51/265
• 分類號: C07C51/265;C07C63/06;C07C51/25;C07C59/185;C07C51/09;C07C63/26;C07C37/055;C07C39/10;C07C39/16;C07C315/04;C07C317/22
• 代理公司: 上海德禾翰通律師事務所 31319
• 代理人: 夏思秋

本發明公開了一種塑料降解實現單體式(2)和/或式(3)回收的合成方法，在空氣或者氧氣或者氮氣氛圍中，在反應溶劑中，以式(1)高分子聚合物為反應原料，利用可見光激發光敏劑催化，反應得到單體式(2)酸類化合物和/或式(3)酚類化合物。本發明合成方法原料廉價易得，反應操作簡單，反應條件溫和。本發明具有廣泛的應用前景和使用價值。本發明為實現塑料降解提供了一條操作簡單、高效、綠色的合成方法，同時也為苯甲酸等簡單分子的合成提供了一個可行的策略。

技術領域

本發明屬于有機合成技術領域，具體涉及一種塑料降解回收單體的合成方法。

背景技術

塑料自上世紀50年代被發明和利用，至今已有60多年，與鋼筋、水泥和木材并列現代四大基礎性材料，被廣泛于日常生活和高新科技領域。其對人類社會的發展做出了巨大的貢獻，影響著現代生活的方方面面。目前，常見的塑料品種有聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、可發性聚苯乙烯(EPS)、高抗沖擊聚苯乙烯(HIPS)、苯乙烯丙烯腈共聚物(SAN)、聚異戊二烯(IR)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚苯醚(PPO)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚砜樹脂(PES)、環氧樹脂(EP)、聚碳酸酯(PC)、聚砜(PSF)等。聚乙烯是目前生產量最大的優質高分子材料，聚乙烯塑料在世界塑料總產量中居首位。低密度聚乙烯主要用于薄膜、涂層等軟質制品。高密度聚乙烯主要用于制瓶、箱等硬質制品，還可制成纖維(稱乙綸Chemicalbook)，用于生產漁網、繩索等。超高分子量聚乙烯有一系列優良綜合性能，如良好的耐環境應力開裂、低吸濕、耐疲勞、高抗沖等性能，可用做紡織機械上耐磨、耐沖擊的零部件，如皮結、齒輪和墊圈等。

常見塑料品種

然而，目前全球已累積生產的逾80億噸塑料制品中，其中超過半數(49億噸)被當作垃圾丟棄。現階段，每年全球塑料產量近3.6億噸，但只有不到10％被回收利用，大量塑料垃圾被不斷產生，由于其在自然環境中極難降解的特性，對全球生態環境造成了重大影響。在城市周邊，塑料垃圾充斥著各大填埋場，聚氯乙烯(PVC)塑料更是垃圾焚燒產生二惡英的主要來源。在距離陸地3600公里的復活島、南北極海域及冰川、喜馬拉雅山脈、2000米深海海床與馬里亞納海溝底部均發現了大量塑料垃圾，塑料垃圾已遍布地球各個角落。此外，聯合國數據顯示，每年超過800萬噸塑料垃圾進入海洋，是對海洋生態環境的極大破壞，也對人類健康產生威脅，每年對全球海洋生態系統造成的經濟損失高達130億美元。研究估計，在歐洲因食用貝類等海產人均每年將攝入1.1萬個塑料顆粒，且到2025年，海洋中微塑料顆粒的數量將超過魚類的數量。海洋塑料污染已被聯合國列為與全球變暖、臭氧耗竭、海洋酸化并列的世界重大環境問題。

從化學層面理解，按照能量回收率的高低，當前塑料回收主要有以下技術：1)直接回收；2)二次回收；3)化學回收；4)焚燒發電。直接回收，主要局限于少數廠商或特定種類(PET)容器，通過特殊收集手段收集基本沒有污染的PET瓶罐，將其直接再造成為新的瓶罐，或是將其制纖再造成為紡織品，目前在我國已形成相對成熟的產業鏈，但此方法僅適用于PET等特定塑料種類，且對塑料廢棄物的質量(即干凈程度)要求較高；二次回收，意為將塑料廢棄物清潔后通過熔融造粒的機械回收方法轉化為低性能的同類材料，也可理解為降級回收。化學回收，則是把塑料廢棄物通過熱裂解或熱聚合過程轉化為再生單體，以便在聚合過程中重復使用或被用作燃料。此方法的優點是對塑料材料的回收率很高(超過90％)，且可以處理具有一定污染的塑料廢棄物，但化學回收法工藝極其復雜，技術難度高，且所需投資極大，經濟效益不足。垃圾焚燒發電是我國近年來大力推行的新興垃圾處理方式，是世界范圍內公認的有效垃圾無害化處理方式，但是塑料垃圾作為可回收的有機高分子材料，焚燒后不僅能量利用效率底下，更會導致垃圾焚燒產生的廢氣、飛灰、爐渣中多環芳香烴、二惡英等有害物質含量劇增，導致“鄰避效應”等多種負面社會及生態影響。