[发明专利]一种聚酯类聚合物的降解方法

说明书

本发明公开了一种聚酯类聚合物的降解方法，利用有机酸作为溶剂，将有机酸与废旧聚酯聚合物混合，即可实现聚合物的解聚；所述废旧聚酯聚合物包含二元羧酸与二元醇共聚形成的聚酯重复单元；解聚产物包括二元羧酸单体和二元醇羧酸酯，通过固液分离得到二元羧酸单体，通过蒸馏回收溶剂得到二元醇羧酸酯。本发明所得产物中，二元羧酸单体可以用于聚酯再聚合的高纯单体，小分子二元醇二羧酸酯可以通过分离纯化用于其他用途，有利于实现聚合物降解的经济效益最大化。

技术领域

本发明涉及一种聚酯类聚合物的降解方法，通过本方法可以得到高纯度的二羧酸聚合单体和二元醇二羧酸酯，属于有机化学领域。

背景技术

聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称，主要指聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，广义上也包括聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚芳酯等线型热塑性树脂，是一类性能优异、用途广泛的工程塑料。聚酯的具体品种有：聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)，聚-2，6-萘二酸乙二酯(PEN)，聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)以及多种改性的聚酯基纤维，其中使用最为广泛的是PET聚酯。

PET聚酯是一种在世界塑料中具有重要地位的聚合物，广泛应用于各类容器、包装材料、薄膜、工程塑料等领域，并且正在越来越多的取代其他合成材料。废弃PET材料本身并无毒害作用，但其在自然环境下的降解周期太过漫长，由于PET聚酯产量和消费量的迅速增长，废弃的PET也造成了巨大的环境污染和资源浪费。因此实现对PET的降解回收不仅可以减少其对环境的污染还可以有效利用废塑料中的能量。

目前废弃PET的商业化回收利用主要以物理回收法为主，但该方法会导致材料的结构恶化，性能下降，因此，它只能被加工成低价值的产品，如纺织纤维或低品位的树脂，并很快彻底成为废物。PET超过80％的用途是用作食品包装材料，而只有在化学回收中通过纯化单体或低聚物才可以除去键合在聚合物链上的污染物，也只有这种材料才可以被重新加工成用于食品接触类的PET制品。目前废PET聚酯化学循环方法主要有醇解法、糖酵解法、水解法等。

醇解法主要解聚产物为对苯二甲酸二甲酯(DMT)，醇解通常需要在较为苛刻的反应条件下进行降解(温度200～350℃，压力10～20MPa，氮气保护)，并且PET的轻微污染也是不能被容忍的。糖酵解主要解聚产物为对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)及一些齐聚物，糖酵解虽然反应条件较为温和，但由于降解不彻底，使得一些低聚物的产物，导致分离纯化的的成本大大增加。在所有的化学回收中，只有通过水解法才可以得到对苯二甲酸(TPA)。目前世界PET总生产能力中75％以上均采用高纯度的对苯二甲酸或中纯度对苯二甲酸为聚合原料与乙二醇(EG)直接酯化，连续缩聚成PET聚酯。因此PET水解回收法日益受到重视。

水解法按照pH可以分为碱性水解、中性水解和酸性水解。

中性水解是PET在水或水蒸气条件下采用醋酸锌、醋酸锰等作为催化剂进行反应，水解产物为EG和TPA。中性水解需要在高温高压下进行，对设备材料要求高，很难连续化操作，且中性水解法得到的产品纯度不高，后期提纯工艺复杂、成本高。

碱性水解一般在浓度为4％-20％NaOH水溶液中进行，但该法反应较慢，产品TPA纯度不高，反应完成后用酸洗涤才能得到对苯二甲酸，在此过程中也会产生大量的废盐和废液。