廢舊聚酯的化學循環(huán)利用的進展

廢舊聚酯(PET)的化學循環(huán)利用的最新進展廢舊聚酯（PET）的化學循環(huán)利用的最新進展（南通大學化學化工學院高分子材料與工程132朱夢成1308052064）[摘要]飽和聚酯以其優(yōu)異的物理化學性能而廣泛應用于纖維、包裝、工程塑料等領域，全球聚酯需求持續(xù)增長，同時新型聚酯產品，如聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等的開發(fā)應用前景廣闊。隨著聚酯工業(yè)的迅速發(fā)展，產生了大量的廢舊聚酯；考慮到環(huán)境和能源的問題，廢舊聚酯的循環(huán)利用已經引起了世界各國的重視。廢舊聚酯通過化學循環(huán)解聚為單體或低聚體，而單體或低聚體可直接用于合成新聚酯，因此化學循環(huán)可構成閉路循環(huán)途徑，是一種綠色循環(huán)的新過程。[關鍵詞]廢舊聚酯；化學循環(huán)；最新進展；1.化學循環(huán)法方法概述化學循環(huán)法是指PET在熱合化學試劑的共同作用下發(fā)生降解反應，生成相對低分子量的產物如TPA（對苯二甲酸）DMT、（對苯二甲酸二甲酯），BHET（對苯二甲酸乙二酯）、EG（乙二醇）等單體或其他化學品，產物經分離、純化后可重新作為生產聚酯的單體或合成其他化工產品的原料而被重新使用，從而實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。2.化學循環(huán)法方法介紹化學循環(huán)是唯一可使高分子材料進行封閉循環(huán)的方法。因此，化學降解方法的研究成為廢舊高分子材料資源化研究的重點。所謂化學循環(huán)是指廢料在有氧或無氧條件下經過加熱或在水、醇等物質的作用下使高分子發(fā)生降解反應，形成低相對分子質量的產物或單體，實現(xiàn)進一步利用。PET的分子鏈上有大量的酯鍵，故其許多重要的性質均與酯鍵的存在有關。在一定的條件下，PET大分子內的聚酯鍵容易發(fā)生水解、醇解、酸解等反應，反應后聚酯將解聚成單體或低聚物。美國利用廢PET瓶甲醇醇解，生產對苯二甲酸二甲酯和己二醇，再直接進行縮聚制備新聚酯并實現(xiàn)了工業(yè)化生產。另外，當PET加熱到280～320℃時會發(fā)生熱降解，分解的主要氣體產物是二氧化碳，一氧化碳和乙醛，其他產物主要是對苯二甲酸，也有少量的水。PET的裂解也發(fā)生在酯鍵上，氧的存在會加速其降解。按采用的降解劑劃分，目前廢PET聚酯化學循環(huán)方法主要有以下幾種：（1）水解法；（2）醇解法；（3）氨解法；（4）胺解法；（5）熱裂解法；（6）其他降解法。水解法的研究已經相當廣泛，其降解后的單體或低聚物經純化后與乙二醇共聚成PET。酸解及堿解過程需要加堿或酸處理產品，并排出大量酸堿廢液，污染環(huán)境，而且要進行產物與催化劑的分離，工藝復雜；醇解和糖解法是已商業(yè)化的比較成熟的降解方法。不同PET化學回收方法的區(qū)別在于中間產物的純度及一致性。2.1水解法：是在不同酸堿介質中將廢舊聚酯水解為二元酸和二元醇，反應需要在一定的溫度和壓力下完成。水解法必須先經機械方法處理，除去雜質，工藝復雜，回收成本也相對較高，同時還引起雜質的積累，因為TPA和乙二醇直接合成PET聚酯的工藝是聚酯生產的重要方法之一，使得PET水解日益受到重視。按酸堿度不同可劃分為：酸性水解法、堿性水解法、中性水解法。2.2醇解法：聚酯醇解是廢聚酯再資源化的重要方法之一。已有許多學者研究了PET聚酯的醇解，所采用的醇類有脂肪醇、芳香醇、一元醇、二元醇。一般情況是將PET碎片按一定的比例加入醇液中，加熱持續(xù)一段時間后使得聚酯降解為單體或低聚物。若使用甲醇醇解，產物是對苯二甲酸二甲酯（DMT）和EG。若使用乙二醇醇解，產物是對苯二甲酸乙二酯（BHET）單體及其低聚物，這些都可以作為合成高聚物的原料。醇解一般使用金屬乙酸鹽作為催化劑，苯磺酸、萘磺酸、P-甲苯磺酸也是常見的催化劑。如果反應體系中加入固體載體，如玻璃纖維，可提高降解的轉化率。2.3胺解法：PET與不同的胺水溶液反應，生產相應的對苯二甲酸二酰胺和乙二醇。胺解溫度比較低，一般在20～100℃。目前尚未發(fā)現(xiàn)應用于工業(yè)化生產的報道。不過在纖維改性方面，部分胺解能夠有效改善纖維的性能。反應通常使用伯胺水溶液，如甲胺、乙胺、乙醇胺以及乙二胺。2.4氨解法：無水氨的乙醇溶液作用于PET將生成對苯二甲酸酰胺，它可轉化為對苯二甲酸腈，進一步轉化為對苯二甲基二胺或1,4-二胺乙基環(huán)己烷。在2MPa壓力、溫度120～180℃反應1～7h，對PET瓶的降解效果很好，反應后經過處理所得產物的純度可高于99％。2.4其他降解方法：除了以上降解方法，近年來人們進一步開發(fā)了PET化學降解反，如擴鏈化學回收法醇堿、聯(lián)合降解法等等。

產品，實現(xiàn)企業(yè)的產品結構升級，提高企業(yè)競爭力。同時，要注意環(huán)境問題，避免二次污染，真正做到在創(chuàng)造經濟價值同時，又能決環(huán)境污染問題。參考文獻[1]楊俊輝．廢棄PET的化學降解與回收研究[J]．包裝工程，2008，29（4）：27-30．[2]龔國華，朱瀛波．聚對苯二甲酸乙二醇酯廢料的回收方法[J]．化工環(huán)保，2004，24(3)：199-201．[3]李瑞芳．PET瓶回收再生技術進展[J]．廣東化工，2009，36(7)：302-305．[4]鄧沁蘭．聚酯瓶料的回收及應用[J]．廣東化纖，2000，1(3)：1