[发明专利]一种光热降解聚酯的方法

说明书

本发明属于聚合物处理技术，具体涉及一种光热降解聚酯的方法。将聚酯、醇、催化剂和光热材料加入光反应器中，光照反应，完成光热降解聚酯，并进行酯交换反应得到酯单体，实现聚酯的化学回收。光热反应大幅提高了降解效率，光热效应与催化效应的结合，极大的缩短了反应时间，同时反应在常压下进行，利于工业应用。

技术领域

本发明属于聚合物处理技术，具体涉及一种光热降解聚酯的方法。

背景技术

聚酯为常规的塑料产品，其中聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）用量广泛。PET是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或先以对苯二甲酸与乙二醇酯化合成对苯二甲酸双（2-羟乙基）酯，再进行缩聚反应制得。PET作为一种在较宽温度范围内具有优良物理机械性能和化学稳定性的热塑型塑料，广泛的应用于高强度纤维、包装、薄膜和塑料瓶中。PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片。①纤维级聚酯用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝，是供给涤纶纤维企业加工纤维及相关产品的原料。涤纶作为化纤中产量最大的品种。②非纤维级聚酯还有瓶类、薄膜等用途，广泛应用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域，其中包装是聚酯最大的非纤应用市场，其中PET是增长最快的领域。同时，巨大的PET消耗量和生产量产生了大量的PET废料，这使得PET废料的降解回收面临着巨大的挑战，此外，PET的生产原料来自于有限的、不可再生的石油资源。因此，废弃PET的回收利用不仅可以减少对环境的破坏，还可以延长资源利用周期，带来巨大的社会效益和经济效益。

目前，PET回收法包括机械回收法和化学回收法。机械回收法是通过对PET废料进行物理处理，通过分离、粉碎、洗涤、干燥、熔化和重整，以获得新的PET材料。机械回收法过程简单，易于控制，设备投资少。因此，它是目前主要的PET回收方法。但是，由于断链会降低PET分子量，导致PET的性能退化，无法再次进行回收利用。化学回收法是通过各种化学手段将PET废料全部降解为单体或其他化学物质的过程，这些单体可以通过缩聚反应制取PET。该方法主要包括水解法、甲醇醇解法、乙二醇醇解法、热解法和氨解法等，与机械回收法相比，化学回收法的优势在于它不会降低PET的质量，因此可以实现PET回收的永久闭环循环。因此，化学回收法提供了一种更有效的PET回收方法，目前，乙二醇醇解法和甲醇醇解法是最为成熟的两种化学回收方法。其中，乙二醇醇解法是最具潜力的方法，因为乙二醇沸点高，不易挥发；但是现有技术都是在油浴或者微波加热下进行乙二醇醇解，导致乙二醇醇解回收PET仍然需要消耗大量的能量（热能）。因此，需要开发新的实施办法，从而实现更高效的PET降解。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用光热技术对废旧聚酯进行化学回收利用的方法。太阳光是一种清洁绿色能源，通过光热效应将吸收的光子能量转化成热，再以热的形式将能量释放出来，与传统的加热方式相比，利用光热技术加热既减少PET降解过程中的能量消耗又大幅度提高了PET降解效率。

一种光热降解聚酯的方法，包括以下步骤，将聚酯、醇、催化剂和光热材料加入光反应器中，光照反应30～90 min，完成光热降解聚酯。

本发明公开了一种光热降解聚酯制备酯单体的方法，包括以下步骤，将聚酯、醇、催化剂和光热材料加入光反应器中，光照反应30～90 min，然后过滤反应液，得到澄清滤液；所述澄清滤液经过冷却、过滤，得到酯单体。

本发明光照产生的反应温度在80～190 ℃，降解聚酯时进行酯交换反应得到酯单体，实现聚酯的化学回收，其中酯单体包括对苯二甲酸双（2-羟乙基）酯、乳酸乙酯、双酚A等。聚酯可以为废旧聚酯，也可为非废旧聚酯。本发明使用的废旧聚酯可以是生产过程中产生的废料，也可以是含有大量杂质（油、各种无机填料、颜料，以及其他聚合物）的废料。