專利名稱：一種降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法
一種降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法技術(shù)領(lǐng)域-本發(fā)明涉及一種利用離子液體，不使用催化劑降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的 方法。
背景技術(shù)：
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一種性能優(yōu)良的熱塑性高分子材料，因其 具有良好的物理化學(xué)性能，被廣泛用于食品包裝、飲料、薄膜、醫(yī)藥、感光膠片、 裝飾材料、電絕緣材料、纖維、片基等領(lǐng)域。隨著聚酯類材料產(chǎn)銷量的迅猛增加， 所產(chǎn)生的廢舊聚酯材料的量將越來(lái)越多。2004年，我國(guó)PET聚酯年生產(chǎn)能力約 為600萬(wàn)噸，而其消耗量仍以每年11%的速度在增長(zhǎng)，其中每年約有幾百萬(wàn)噸 聚酯成為廢料。雖然這些聚酯類廢料本身毒性不大，但由于其質(zhì)量輕、體積龐大， 而且很難在自然條件下降解，因而不但會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的影響，而且會(huì)造成巨 大的資源浪費(fèi)。作為變廢為寶以及解決生態(tài)環(huán)境污染的重要途徑，廢舊聚酯的回 收利用技術(shù)越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。傳統(tǒng)的化學(xué)回收PET聚酯制取單體主要有以下幾種方法甲醇醇解、乙二醇 醇解和水解。雖然采用化學(xué)回收方法可將廢PET聚酯解聚為單體或化工原料，實(shí) 現(xiàn)PET聚酯廢料循環(huán)利用，但是上述方法仍存在許多不利因素，如降解過(guò)程中 用到的有機(jī)溶劑易揮發(fā)，污染環(huán)境；反應(yīng)條件苛刻，通常需要高溫高壓；乙二醇 醇解產(chǎn)物較復(fù)雜，其中有不少齊聚體；水解過(guò)程中的酸堿溶液會(huì)腐蝕設(shè)備、污染 環(huán)境。故本發(fā)明以開(kāi)發(fā)降解PET聚酯的環(huán)境友好型、反應(yīng)條件溫和的解聚劑為目 的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明研究利用離子液體，在不加任何催化劑、溫和的反應(yīng)條件下降解PET 聚酯。所用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的分子量為6.2-6.8X 104g/mol。 所用的離子液體的陽(yáng)離子選自咪唑陽(yáng)離子(l)、吡啶陽(yáng)離子(2)、季膦陽(yáng)離子 (3)、季銨陽(yáng)離子(4)中的一種，結(jié)構(gòu)如下<formula>formula see original document page 4</formula>陰離子選自Cl—、 Br—、 I—、 A1CLT、 AlBr4—、 AlLf 、 CF3COO—、 CH3COO—、 CF3S03—、 SCN—、 (CF3S02)2N—、 (CF3SCV)3C—、 o-C6H4(OH)(COCT)中的一種。其中，(1)、 (2)、 (3)和(4)上的取代基選自垸烴、鹵代烴、羥基、芳烴、雜環(huán)烴類中的一種，可以 相同，也可以不同，脂肪鏈有機(jī)取代基團(tuán)的碳數(shù)在~4之間。由于離子液體具有良好的溶解性，并幾乎不揮發(fā)，因此該方法具有反應(yīng)條 件溫和、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。離子液體降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的反應(yīng)溫度為5(TC至250°C，優(yōu)選120 。C至200。C。離子液體降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯對(duì)反應(yīng)壓力無(wú)特殊要求。 離子液體降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的時(shí)間為6小時(shí)至24小時(shí)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明用以下實(shí)施例說(shuō)明，但本發(fā)明不限于下述實(shí)施例，在不脫離前后所述 宗旨的范圍下，變化實(shí)施都包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。實(shí)施例l實(shí)施方法在50ml三口燒瓶中依次加入5.0gPET顆粒、20.0gl-丁基-3-甲基 咪唑氯鹽([bmim]Cl)。控制反應(yīng)溫度為18(TC，壓力為latm，冷凝回流反應(yīng)8小 時(shí)后冷卻至室溫，分離出未降解的PET顆粒，充分洗滌，干燥，稱重得未降解 PET的質(zhì)量。得出在此條件下，PET聚酯的降解率為49.54%。實(shí)施例2實(shí)施方法在50ml三口燒瓶中依次加入5.0gPET顆粒、20.0gl-丁基-3-甲基咪唑溴鹽([bmim]Br)?？刂品磻?yīng)溫度為180°C，壓力為latm，冷凝回流反應(yīng)8小 時(shí)后冷卻至室溫，分離出未降解的PET顆粒，充分洗滌，干燥，稱重得未降解 的PET的質(zhì)量。得出在此條件下，PET聚酯的降解率為6.96%。實(shí)施例3實(shí)施方法在50ml三口燒瓶中依次加入5.0gPET顆粒、20.0gl-乙基-3-甲基 咪唑溴鹽([emim]Br)。控制反應(yīng)溫度為18(TC，壓力為latm，冷凝回流反應(yīng)8小 時(shí)后冷卻至室溫，分離出未降解的PET顆粒，充分洗滌，干燥，稱重得未降解 的PET的質(zhì)量。得出在此條件下，PET聚酯的降解率為2.90%。實(shí)施例4實(shí)施方法在50ml三口燒瓶中依次加入5.0gPET顆粒、20.0gl-丁基-3-甲基 咪唑三氟乙酸鹽([bmim]CF3C00)?？刂品磻?yīng)溫度為120°C，壓力為latm，冷凝 回流反應(yīng)8小時(shí)后冷卻至室溫，分離出未降解的PET顆粒，充分洗滌，干燥， 稱重得未降解的PET的質(zhì)量。得出在此條件下，PET聚酯的降解率為7.63%。實(shí)施例5實(shí)施方法在50ml三口燒瓶中依次加入5.0gPET顆粒、20.0gl-丁基-3-甲基 咪唑氯鋁酸鹽([bmim]AlCU)?？刂品磻?yīng)溫度為150°C，壓力為latm，冷凝回流反 應(yīng)8小時(shí)后冷卻至室溫，分離出未降解的PET顆粒，充分洗滌，干燥，稱重得 未降解的PET的質(zhì)量。得出在此條件下，PET聚酯的降解率為29.90%。實(shí)施例6實(shí)施方法在50ml三口燒瓶中依次加入5.0gPET顆粒、20.0g/ 羥乙基三甲基銨鄰羥基苯甲酸鹽([N+m(CH2)20H]C6H4(OH)(C00—))?？刂品磻?yīng)溫度為180°C ， 壓力為latm，冷凝回流反應(yīng)8小時(shí)后冷卻至室溫，分離出未降解的PET顆粒， 充分洗滌，干燥，稱重得未降解的PET的質(zhì)量。得出在此條件下，PET聚酯的 降解率為53.80%。實(shí)施例7同實(shí)施例1，控制反應(yīng)溫度為200°C，則200'C時(shí)PET聚酯的降解率為 64.58%。
權(quán)利要求
1.一種降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法，其特征在于以離子液體為解聚劑，在不加任何催化劑的條件下降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的分子 量為6.2-6.8X104g/mol。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所用離子液體的陽(yáng)離子選自咪唑陽(yáng)離子(l)、吡 啶陽(yáng)離子(2)、季膦陽(yáng)離子(3)、季銨陽(yáng)離子(4)中的一種，結(jié)構(gòu)如下其陰離子選自Cr、 Br—、 r、 A1C14—、 AlBr4—、 A1I4—、 CF3COO_、 CH3COO—、 CF3S03_、 SCN—、 (CF3S02)2N_、 (CF3S02—)3C—、 o-C6H4(OH)(COO)中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)力要求3所述的方法，其特征在于(l)、 (2)、 (3)和(4)上的取代基選自烷 烴、鹵代烴、羥基、芳烴、雜環(huán)烴類中的一種，可以相同，也可以不同，其中脂 肪鏈有機(jī)取代基團(tuán)的碳數(shù)在1~14之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的溫度 為50。C至250°C ，優(yōu)選120。C至200°C 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯時(shí)間為6 小時(shí)至24小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用離子液體降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的方法。其特征在于使用離子液體降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，在不加任何催化劑的條件下反應(yīng)。該方法利用具有溶劑功能的離子液體降解PET聚酯，具有離子液體不易揮發(fā)、環(huán)境友好、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08K5/00GK101250285SQ20071017570
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日
發(fā)明者劉彥輕, 張鎖江, 張香平, 李增喜, 慧 王 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所