[发明专利]一种塑料降解回收单体的合成方法

说明书

本发明公开了一种塑料降解实现单体式(2)和/或式(3)回收的合成方法，在空气或者氧气或者氮气氛围中，在反应溶剂中，以式(1)高分子聚合物为反应原料，利用可见光激发光敏剂催化，反应得到单体式(2)酸类化合物和/或式(3)酚类化合物。本发明合成方法原料廉价易得，反应操作简单，反应条件温和。本发明具有广泛的应用前景和使用价值。本发明为实现塑料降解提供了一条操作简单、高效、绿色的合成方法，同时也为苯甲酸等简单分子的合成提供了一个可行的策略。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种塑料降解回收单体的合成方法。

背景技术

塑料自上世纪50年代被发明和利用，至今已有60多年，与钢筋、水泥和木材并列现代四大基础性材料，被广泛于日常生活和高新科技领域。其对人类社会的发展做出了巨大的贡献，影响着现代生活的方方面面。目前，常见的塑料品种有聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、可发性聚苯乙烯(EPS)、高抗冲击聚苯乙烯(HIPS)、苯乙烯丙烯腈共聚物(SAN)、聚异戊二烯(IR)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚苯醚(PPO)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚砜树脂(PES)、环氧树脂(EP)、聚碳酸酯(PC)、聚砜(PSF)等。聚乙烯是目前生产量最大的优质高分子材料，聚乙烯塑料在世界塑料总产量中居首位。低密度聚乙烯主要用于薄膜、涂层等软质制品。高密度聚乙烯主要用于制瓶、箱等硬质制品，还可制成纤维(称乙纶Chemicalbook)，用于生产渔网、绳索等。超高分子量聚乙烯有一系列优良综合性能，如良好的耐环境应力开裂、低吸湿、耐疲劳、高抗冲等性能，可用做纺织机械上耐磨、耐冲击的零部件，如皮结、齿轮和垫圈等。

常见塑料品种

然而，目前全球已累积生产的逾80亿吨塑料制品中，其中超过半数(49亿吨)被当作垃圾丢弃。现阶段，每年全球塑料产量近3.6亿吨，但只有不到10％被回收利用，大量塑料垃圾被不断产生，由于其在自然环境中极难降解的特性，对全球生态环境造成了重大影响。在城市周边，塑料垃圾充斥着各大填埋场，聚氯乙烯(PVC)塑料更是垃圾焚烧产生二恶英的主要来源。在距离陆地3600公里的复活岛、南北极海域及冰川、喜马拉雅山脉、2000米深海海床与马里亚纳海沟底部均发现了大量塑料垃圾，塑料垃圾已遍布地球各个角落。此外，联合国数据显示，每年超过800万吨塑料垃圾进入海洋，是对海洋生态环境的极大破坏，也对人类健康产生威胁，每年对全球海洋生态系统造成的经济损失高达130亿美元。研究估计，在欧洲因食用贝类等海产人均每年将摄入1.1万个塑料颗粒，且到2025年，海洋中微塑料颗粒的数量将超过鱼类的数量。海洋塑料污染已被联合国列为与全球变暖、臭氧耗竭、海洋酸化并列的世界重大环境问题。

从化学层面理解，按照能量回收率的高低，当前塑料回收主要有以下技术：1)直接回收；2)二次回收；3)化学回收；4)焚烧发电。直接回收，主要局限于少数厂商或特定种类(PET)容器，通过特殊收集手段收集基本没有污染的PET瓶罐，将其直接再造成为新的瓶罐，或是将其制纤再造成为纺织品，目前在我国已形成相对成熟的产业链，但此方法仅适用于PET等特定塑料种类，且对塑料废弃物的质量(即干净程度)要求较高；二次回收，意为将塑料废弃物清洁后通过熔融造粒的机械回收方法转化为低性能的同类材料，也可理解为降级回收。化学回收，则是把塑料废弃物通过热裂解或热聚合过程转化为再生单体，以便在聚合过程中重复使用或被用作燃料。此方法的优点是对塑料材料的回收率很高(超过90％)，且可以处理具有一定污染的塑料废弃物，但化学回收法工艺极其复杂，技术难度高，且所需投资极大，经济效益不足。垃圾焚烧发电是我国近年来大力推行的新兴垃圾处理方式，是世界范围内公认的有效垃圾无害化处理方式，但是塑料垃圾作为可回收的有机高分子材料，焚烧后不仅能量利用效率底下，更会导致垃圾焚烧产生的废气、飞灰、炉渣中多环芳香烃、二恶英等有害物质含量剧增，导致“邻避效应”等多种负面社会及生态影响。