聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)由于其优异的性能被广泛应用于塑料、纤维等众多领域,然而其废弃后因处理不当造成严重的环境污染和资源浪费。将废弃PET水解制备对苯二甲酸(TPA)是一种很有前途的化学回收方法,可以作为目前石化路线制备TPA的补充。然而,降解过程的低效率,以及分离过程的繁琐以及环境不友好是目前该方法存在的主要问题。
近期我室从溶剂体系着手,开发了一种温和高效的PET非水水解新体系。这项工作以PET结构单元乙二醇为反应溶剂,四氢呋喃(THF)为助溶剂,在碱催化下60℃反应1 h,即可实现PET100%降解,同时TPA产率97.5% 。该溶剂体系中助溶剂兼有改善PET与反应试剂的界面相容性、调控产物的溶解性以及活化反应试剂等多重作用。此外,降解液循环使用5次后,PET的降解率没有明显下降。相较于PET瓶片,废旧涤纶纺织品的组成更复杂,体量更大,回收也更具有挑战性,在传统的方法中往往先采取溶剂预处理来分离非涤组分,再进行进一步的回收利用,步骤相对繁琐,且增加成本;而直接降解涤纶纺织品,由于其中的氨纶可能同时降解,导致产物分离较困难,且纯度受到影响。本工作利用涤纶中酯基和氨纶中氨基甲酸酯基的反应性差异,使用上述溶剂体系实现了涤氨混纺中涤纶的选择性降解,而氨纶保持不变;对于有色混纺,该溶剂体系还能实现对染料的脱色,从而使混杂废弃物的回收成为可能。该工作同时也为其他含酯基废弃高分子的降解回收提供了有益参考。
![共溶剂促PET的选择性降解和产物分离 共溶剂促PET的选择性降解和产物分离](/__local/A/83/57/714784851139BE17D2C084FB5FB_F697B972_1D3D2.png?e=.png)
图1 PET的水解回收流程
![共溶剂促PET的选择性降解和产物分离 共溶剂促PET的选择性降解和产物分离](/__local/A/54/7E/1AAF29E7561E66FBA972EAD062A_5D8F104D_1901F.png?e=.png)
图2 涤氨混纺的回收过程
该成果发表在Green
Chemistry上,第一作者为本室硕士研究生张顺。
原文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/GC/D2GC00328G