探尋了乙二醇/二甘醇協(xié)同醇解廢聚脂(PET)加工工藝,并對醇解物質(zhì)的功能實現(xiàn)了表現(xiàn)。結(jié)果顯示:廢PET與總二元醇質(zhì)量比1∶2~1∶3、二甘醇(DEG)摩爾質(zhì)量成績10%(占PET結(jié)構(gòu)單元)、反映溫度200℃、金屬催化劑質(zhì)量濃度0.1%、反應(yīng)速度1~1.5 h為高效率的醇解反映標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)DSC、TG、FTIR、1H NMR等檢測方式對醇解物質(zhì)開展了剖析表現(xiàn),得到分離出來純化后的醇解物質(zhì)為對苯二甲酸雙羥乙酯(BHET)。
聚脂的常用種類有聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PPT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚對苯二甲酸-1,4-環(huán)己烷二工業(yè)甲醇酯(PCT)等。在其中,PET因具備良好的熱特性、物理性能、有機化學(xué)穩(wěn)定性能等被普遍使用于生產(chǎn)制造化學(xué)纖維和包裝制品等,是聚脂的最關(guān)鍵種類。聚脂的原材料主要是來自原油,因為其總產(chǎn)量的迅速提升耗費了大批量的煤炭資源,并且聚脂商品無法當(dāng)然溶解,環(huán)境整治的工作壓力越來越大,因而對廢聚脂的高效率回收利用再使用已成為了科學(xué)研究的網(wǎng)絡(luò)熱點。現(xiàn)階段對于聚脂的再造回收利用關(guān)鍵緊緊圍繞PET進(jìn)行。PET化學(xué)方法再造是運用加聚反應(yīng)的交叉性,將廢棄PET解聚為對苯二甲酸雙羥乙酯(BHET)或是別的化工中間體,經(jīng)分離出來純化后再縮聚反應(yīng)為高質(zhì)量的再造PET。PET化學(xué)方法再造運用較多的解聚劑是乙二醇(EG),也是有一些學(xué)者在探尋找尋實際效果更好的解聚劑,如:王興原等應(yīng)用線上紅外線儀來追蹤檢驗PET的醇解全過程,得到的解聚劑反映活力次序為1,2-丙二醇>EG>1,4-丁二醇;PARDAL等選用二甘醇(DEG)、二丙二醇(DPG)、丙三醇(GLY)各自在190℃和220℃下對PET開展解聚,結(jié)果得到其解聚速度先后為DEG>GLY>DPG;PARDAL和TERSAC等科學(xué)研究了DEG醇解PET的動力學(xué)模型,結(jié)果得到,在220℃、無金屬催化劑標(biāo)準(zhǔn)下,PET在2.5 h內(nèi)醇解率為97%。
在試驗室初期分析中發(fā)覺,用EG做為醇解劑并立即對醇解物質(zhì)再聚合時,再造切成片中帶有較高的DEG。如能根據(jù)加上一定百分比的DEG加速醇解速度,降低金屬催化劑使用量,提升 再造高效率,又能運用加上的DEG管控再造切成片中DEG的成分制取改性材料共聚脂,或許能為立即醇解再聚合商品的研發(fā)和運用尋找新理念。因此,本實驗以EG為第一醇解劑,DEG為第二醇解劑,對PET的醇解加工工藝實現(xiàn)了研究,并對EG/DEG醇解物質(zhì)開展分離出來純化及特性表現(xiàn),期待為再造共聚脂如上色改性材料、縮水率改性材料及低溶點聚脂等的制作給予參考。
廢PET:PET生產(chǎn)過程中的廢塊、紡紗環(huán)節(jié)中的廢絲,余姚大化學(xué)纖維有限責(zé)任公司給予。
EG和DEG:分析純,阿拉丁化學(xué)藥品有限責(zé)任公司給予。
醋酸鋅:分析純,天津市永大化學(xué)藥品有限責(zé)任公司生產(chǎn)制造。
將廢PET、EG、DEG及金屬催化劑按占比資金投入至配有蛇形冷凝管、拌和子和體溫計的圓底三口燒瓶中,油浴加溫并不斷拌和,全過程進(jìn)入惰性氣體維護(hù),操縱各反映主要參數(shù),以廢PET醇解率及BHET成品率做為醇解水平的指標(biāo)值。醇解反映標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置見表1。
醇解反映完成后,待醇解液制冷至170℃,迅速過慮分離出來并未醇解的廢PET;在滲瀝液中添加很多雙蒸水,加溫?zé)_,不斷迅速旋蒸,過濾紙上殘余物為醇解低聚物;將滲瀝液制冷至室內(nèi)溫度,置放在電冰箱(4℃)中冷凍12 h,進(jìn)行析出的乳白色纖維狀結(jié)晶為EG與PET的化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)BHET,而DEG與PET的化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)則不可以為此純化方法進(jìn)行析出。廢PET醇解率及物質(zhì)BHET產(chǎn)出率計算方法以下所顯示:
選用法國Mettler Toledo TGA/DSC1熱重分析(TGA)儀/差示掃描儀量熱(DSC)儀開展檢測。檢測前將試品在60℃真空干燥器中干躁24 h。
DSC檢測:稱量5~10 mg試品,以空鉗鍋作對照品。N2流動速度為50 m L/min,以10 K/min提溫速度,從25℃升至300℃,
TGA檢測:稱量5~10 mg試品,N2流動速度為50 mL/min,以10 K/min提溫速度,從25℃升至650℃,得熱失重轉(zhuǎn)變曲線圖。
選用英國Nicolet企業(yè)的Nicolet i S50型傅里葉變換光譜分析儀檢測醇解物質(zhì)的紅外線特點,光譜儀掃描儀區(qū)域為500~4 000 cm-1,屏幕分辨率4 cm-1,選用KBr壓片糖果法。
選用法國BRUKER企業(yè)ADVANCE-400MHz型磁共振波譜儀,以氘代三氟乙酸(TFA-d6)為有機溶劑,以四羥基氯硅烷(TMS)為內(nèi)標(biāo),稱量5~10 mg試品放進(jìn)核磁管中,并添加1.0 m L有機溶劑,待試品充分分解后完成檢測,NMR檢測標(biāo)準(zhǔn)為400 MHz。