專利名稱：連二硫酸鹽催化降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及綠色、清潔催化技術(shù)領(lǐng)域，具體指固體超強(qiáng)酸S2082—/Zn0催化醇解聚對(duì) 苯二甲酸乙二醇酯制備BHET的方法。
背景技術(shù)：
目前，全世界塑料制品的產(chǎn)量達(dá)數(shù)億噸，而每年丟棄的廢塑料制品已達(dá)8000萬(wàn) 噸，其中PET年廢棄量也已超過(guò)20萬(wàn)噸。2004年我國(guó)的塑料制品產(chǎn)量也達(dá)到1700多萬(wàn)噸， 其中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)，其規(guī)?？?與乙烯工業(yè)相比較。作為聚酯中的主要原料聚苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚酯，具有無(wú)嗅、無(wú) 味、無(wú)毒、質(zhì)量輕、強(qiáng)度大、氣密性好、透明度高等特點(diǎn)而廣泛用于飲料瓶、纖維、薄膜、醫(yī)藥、 感光膠片、裝飾材料、片基及電器絕緣材料等領(lǐng)域，尤其是食品領(lǐng)域中的碳酸飲料、礦泉水、 食用油等產(chǎn)品包裝幾乎都是聚酯瓶。隨著PET聚酯用量的迅速增加，排入自然界的廢PET聚 酯越來(lái)越多。雖然這些聚酯廢料本身毒性不大，但由于其質(zhì)量輕、體積龐大，而且很難在自 然條件下降解，因而不僅造成巨大的資源浪費(fèi)，而且產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，廢PET聚 酯的循環(huán)利用日益受到世界的重視。 傳統(tǒng)的化學(xué)回收聚酯PET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。所用催化劑主要為傳統(tǒng)的醋酸鹽類催化劑。雖然采用這些催化劑可將廢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)再利用，但是上述方法仍存在著不利因素 催化劑和產(chǎn)物不易分離。這不僅使得產(chǎn)物不純，影響其再次利用的性能，而且還不能實(shí)現(xiàn)催 化劑的循環(huán)使用。固體超強(qiáng)酸以其固有的優(yōu)勢(shì) (1)催化活性高，催化劑用量少，催化劑分離回收容易，催化劑本身不進(jìn)入和不污 染產(chǎn)品； (2)使用溫度低，甚至在常溫下也能表現(xiàn)出較好的活性，有利于節(jié)能；
(3)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率高，副反應(yīng)少，產(chǎn)物色澤和純度好，有利于減少原料消耗和降低 "三廢"排放； (4)固體超強(qiáng)酸雖然表面酸性很強(qiáng)，但不腐蝕設(shè)備。 所以固體超強(qiáng)酸是新型的綠色環(huán)保的催化劑，故本發(fā)明以開(kāi)發(fā)高效、易分離、可循 環(huán)使用、環(huán)境友好的催化劑為目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明研究以固體超強(qiáng)酸S2082—/Zn0為催化劑、以乙二醇為溶劑，在溫和的反應(yīng)條
件下，實(shí)現(xiàn)高效、高選擇性地降解PET聚酯。 本發(fā)明的反應(yīng)通式為(以乙二醇作溶劑為例)<formula>formula see original document page 4</formula> 所用聚對(duì)苯二甲酸 乙二醇酯的分子量為6. 2 6. 8X 104g/mol。
本發(fā)明研究主要以固體超強(qiáng)酸S2 082—/Zn0為催化劑。 固體超強(qiáng)酸S2082—/Zn0催化醇解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯時(shí)催化劑的加入量為溶劑 質(zhì)量的0. 01% 5. 00%。 固體超強(qiáng)酸催化醇解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的反應(yīng)溫度為15(TC至22(TC。
固體超強(qiáng)酸催化醇解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)至8小時(shí)。
反應(yīng)結(jié)束后，PET聚酯的轉(zhuǎn)化率和單體對(duì)苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)的收率按 式(1) (2)計(jì)算:
公
PET降解率-^^xl00% (1) A
麗的收率、E，旦趣 ("
轉(zhuǎn)化的PET單兀的物質(zhì)的量 其中，A表示加入PET的初始質(zhì)量，B表示未解聚的PET的質(zhì)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)明并不限于下述實(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1 實(shí)施方法在50ml三口燒瓶中依次加入10. 0gPET顆粒、20. 0g乙二醇和0. 050g S2082—/ZnO。控制反應(yīng)溫度為17(TC，壓力為latm，冷凝回流反應(yīng)4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 酯的轉(zhuǎn)化率為11. 6%， BHET的收率為0. 4788%。
實(shí)施例2 同實(shí)施例l，控制反應(yīng)溫度為180°C。在此條件下，PET聚酯的轉(zhuǎn)化率為37. 5%， BHET的收率為26. 56%。
實(shí)施例3 同實(shí)施例l，控制反應(yīng)溫度為190°C。在此條件下，PET聚酯的轉(zhuǎn)化率為55.6%， BHET的收率為30. 69%。
實(shí)施例4 同實(shí)施例l，控制反應(yīng)溫度為195°C。得出在此條件下，PET聚酯的轉(zhuǎn)化率為 80. 10%， BHET的收率為48. 78%。
實(shí)施例5 實(shí)施方法在50ml三口燒瓶中依次加入10. OgPET顆粒、15. 0g乙二醇和0. 0205g S2082—/ZnO?？刂品磻?yīng)溫度為18(TC，壓力為latm，冷凝回流反應(yīng)4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 酯的轉(zhuǎn)化率為82. 79%， BHET的收率為58. 86%。
權(quán)利要求
一種連二硫酸鹽催化降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法，其特征在于在乙二醇存在的條件下，以連二硫酸鹽為催化劑降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸二乙二醇酯。
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，其特征在于所用的連二硫酸鹽負(fù)載在ZnO固體材料上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于催化劑用量為溶劑質(zhì)量的0.01% 5. 00%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于固體超強(qiáng)酸催化醇解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇 酯的反應(yīng)溫度為15(TC至22(TC。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于固體超強(qiáng)酸催化醇解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇 酯的反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)至8小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連二硫酸鹽催化降解聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的方法，其特征在于以固體超強(qiáng)酸S2O82-/ZnO為催化劑，以乙二醇為溶劑，在催化劑用量為溶劑質(zhì)量的0.01％～5.00％，反應(yīng)溫度為150℃～220℃，壓力1atm，反應(yīng)時(shí)間1～8小時(shí)的條件下醇解PET聚酯。該方法所用為固體酸催化劑，具有產(chǎn)品易分離，選擇性高，能夠循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C69/80GK101747200SQ20081023900
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者劉彥輕, 張鎖江, 張香平, 李增喜, 王慧 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所