廢聚酯醇解再資源化的研究.pdf

1、1 廢聚酯醇解再資源化的研究意義PET聚酯是由對(duì)苯二甲酸(TPA)或?qū)Ρ蕉姿岫柞?DMT)與乙二醇(EG)聚合而成的飽和聚酯，因其具有良好的物理化學(xué)性能，被廣泛用于食品包裝、纖維、薄膜、片基及電器絕緣材料等領(lǐng)域。在PET消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，材料包裝業(yè)占有相當(dāng)?shù)谋壤鏟ET大量用于制作聚酯飲料瓶等。隨著PET聚酯產(chǎn)銷量的迅猛增加，排入自然界的廢PET聚酯將越來(lái)越多。盡管廢PET對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生直接污染，但會(huì)占據(jù)大量的空間，因其具有極強(qiáng)的化學(xué)惰性

2、，很難被空氣或微生物所降解，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的影響。我國(guó)的聚酯瓶的回收率僅有6％～10％，回收后主要經(jīng)過(guò)直接摻混、共混、造粒等簡(jiǎn)單的物理處理后制成再生切片，作為次檔產(chǎn)品用于紡絲、拉膜和工程塑料等，實(shí)現(xiàn)二次利用。但是廢舊的聚酯再生制品，尤其是再生切片加工過(guò)程中產(chǎn)生的二次廢料，因其特性黏度系數(shù)過(guò)低，已經(jīng)不適宜再直接利用。而化學(xué)循環(huán)對(duì)原料的要求較低，允許有染料、共聚物等雜質(zhì)存在，產(chǎn)品與合成的化學(xué)品相當(dāng)。因而化學(xué)循環(huán)是目前發(fā)展較快的聚酯循環(huán)方

3、法，但工藝技術(shù)尚未成熟。本文研究了廢舊聚酯通過(guò)化學(xué)醇解循環(huán)解聚為單體或低分子量的產(chǎn)物，經(jīng)分離、純化后再重新作為生產(chǎn)聚酯的原料或合成其它化工產(chǎn)品的中間體的工藝條件，提出了一些廢聚酯醇解再資源化研究的新方法，克服了傳統(tǒng)物理循環(huán)法和其他循環(huán)方法的不足(如：生產(chǎn)成本高而附加價(jià)值低、工藝路線長(zhǎng)、能耗高、易產(chǎn)生二次污染等)，制備出了附加值高的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了過(guò)程的最優(yōu)化，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，本論文的研究對(duì)廢聚酯醇解再資源化的應(yīng)用具有十分

4、重要的意義。 2研究?jī)?nèi)容●廢聚酯醇解再資源化研究現(xiàn)狀與進(jìn)展●廢聚酯醇解條件的研究●乙二醇醇解廢聚酯制備對(duì)苯二甲酸二乙二醇酯的研究●異辛醇醇解廢聚酯制備對(duì)苯二甲酸二(2-乙基已)酯的研究●丙二醇醇解廢聚酯制備對(duì)苯型通用不飽和聚酯樹脂的研究●多元醇醇解廢聚酯制備涂料的研究進(jìn)展 3創(chuàng)新之處●首次以分離提純后的單體收率考察了乙二醇醇解廢聚酯過(guò)程的反應(yīng)條件●對(duì)非酸性復(fù)合催化劑進(jìn)行了篩選并首次將醋酸鋅和氧化鎂復(fù)合催化劑用于廢聚酯制備

5、對(duì)苯二甲酸二(2-乙基已)酯的研究●找出了以廢聚酯瓶為原料制備對(duì)苯型通用不飽和聚酯樹脂的最優(yōu)工藝條件 4結(jié)論●廢聚酯(PET)的醇解程度受醇解溫度、原料配比、醇解時(shí)間、催化劑用量等多種因素影響；用乙二醇(EG)使廢PET醇解完全的適宜條件為：溫度在196～198℃之間，EG∶PET=2(質(zhì)量)，醇解時(shí)間在3～3.5h之間，催化劑醋酸鋅用量占PET質(zhì)量的1％，醇解產(chǎn)物的羥值可達(dá)368mgKOH/g，平均分子量降為305，產(chǎn)物主要為

6、單體對(duì)苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)與低聚體的混合物。 ●由乙二醇作醇解劑，將廢聚酯(PET)解聚為單體對(duì)苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)的反應(yīng)條件為：廢聚酯與乙二醇質(zhì)量比為1∶5，催化劑醋酸鋅用量占廢聚酯質(zhì)量的1％，反應(yīng)3小時(shí)，醇解產(chǎn)物最終分離為單體和多聚體兩部分，其中對(duì)苯二甲酸二乙二醇酯的產(chǎn)率可達(dá)85.6％。 ●由異辛醇作醇解劑，用醋酸鋅和氧化鎂復(fù)合催化制備對(duì)苯二甲酸二(2-乙基已)酯(DOTP)的反應(yīng)條件為：廢聚酯與

7、異辛醇(摩爾比)=1∶4，催化劑用量為廢聚酯質(zhì)量的1％，反應(yīng)時(shí)間8小時(shí)，最高反應(yīng)溫度200℃時(shí)，對(duì)苯二甲酸二(2-乙基已)酯收率82.3％。利用正交實(shí)驗(yàn)研究醇解反應(yīng)中的影響因素得出：影響收率的因素從大到小依次為反應(yīng)時(shí)間、廢聚酯與異辛醇摩爾比、反應(yīng)最高溫度及催化劑用量。 ●由1，2-丙二醇(PG)作醇解劑，將廢聚酯塑料瓶醇解后縮聚制備不飽和聚酯樹脂的反應(yīng)條件為：醇解溫度190-200℃，反應(yīng)時(shí)間3.5-4小時(shí)，聚合溫度190-21