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基本信息

項(xiàng)目名稱：
先醇后堿雙解聚PET新工藝
小類：
能源化工
簡介：
聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一種優(yōu)良的聚酯材料，性能穩(wěn)定，廣泛應(yīng)用于飲料瓶、紡織、薄膜、合成纖維等方面，從而導(dǎo)致全球PET聚酯產(chǎn)量迅速增長，同時(shí)廢舊PET的處理問題日益突出。由于其性質(zhì)穩(wěn)定使得物理方法和化學(xué)方法回收有一定的局限性。而本研究采用了一種常壓、較低溫、無污染的先醇后堿雙解聚PET回收新工藝。簡化工藝條件的同時(shí)，也較單純的醇解或堿解等其他工藝更加符合PET解聚的反應(yīng)機(jī)理。
詳細(xì)介紹：
PET作為飲料包裝已經(jīng)成為一種流行趨勢,甚至在一些國家已經(jīng)達(dá)到普及，而且PET是一種熱塑性的線性聚酯、典型的高結(jié)晶性聚合物,是繼美國食品和藥品管理局和日本政府等國家禁止PVC用于食品和藥品包裝后,開發(fā)出來的一種無毒無味的食品包裝。它具有抗沖擊、透明、無毒、高阻隔性及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),而且能夠在較寬的溫度范圍保持優(yōu)良的物理性能和力學(xué)性能,因此應(yīng)用范圍十分廣泛。但是PET瓶不能反復(fù)使用，因此PET的回收利用成為了廣泛的研究課題。 本研究采用了一種常壓、較低溫、無污染的先醇后堿雙解聚PET回收新工藝。首先通過EG使PET醇解為低聚物和小分子，再通過氫氧化鈉的堿解與濃硫酸的酸化等作用回收TPA和EG。簡化工藝條件的同時(shí)，也較單純的醇解或堿解等其他工藝更加符合PET解聚的反應(yīng)機(jī)理。研究結(jié)果表明：194℃為最佳分解溫度， 105%的氫氧化鈉用量為最佳堿解用量，對苯二甲酸的回收率為92%，酸度值為617mgKOH/g。

作品圖片

  • 先醇后堿雙解聚PET新工藝
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

1、設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的：PET是一種優(yōu)良的結(jié)晶型聚酯材料，性能穩(wěn)定被廣泛應(yīng)用，從而導(dǎo)致全球PET聚酯產(chǎn)量迅速增長，同時(shí)廢舊PET的處理問題日益突出。我們的課題就是回收利用廢舊PET！ 2、基本思路：常壓，較低溫度先醇后堿雙解聚PET。首先通過EG是PET醇解為低聚物和小分子，再通過氫氧化鈉的堿解與濃硫酸的酸化等作用回收TPA和EG。簡化工藝條件的同時(shí)，也較單純的醇解或堿解等其他工藝更符合PET解聚的反應(yīng)機(jī)理。 3、創(chuàng)新點(diǎn)：本研究形成了一種不同于其他解聚方法的新工藝，其獨(dú)特的工藝過程在PET解聚機(jī)理上較重慶大學(xué)的醇堿聯(lián)合法解聚PET法更為合理。醇堿聯(lián)合法將醇、堿等按比例直接形成復(fù)合體系，生成的對苯二甲酸附積在PET表面嚴(yán)重影響反應(yīng)速度，而且反應(yīng)過程中容易凝結(jié)，副反應(yīng)不好控制，受PET的比表面積影響大。而且以往的水解、酸解、堿解PET需要高溫高壓，都不適合大規(guī)模生產(chǎn)。本研究確避開了這些問題，醇解的化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)上起到物理作用，使其變?yōu)榈途畚锖托》肿右簯B(tài)體系，第二步加入氫氧化鈉更好的接觸，侵入直接與低聚物和小分子反應(yīng)，使生成對苯二甲酸鈉無地可著。更加符合PET解聚從外至里的反應(yīng)機(jī)理，非常適合大規(guī)模生產(chǎn)。 4、技術(shù)關(guān)鍵：將醇堿解聚方法的優(yōu)點(diǎn)集于一身。醇的量和堿的量，以及初步醇解的反應(yīng)溫度都是影響反應(yīng)和成品的主要因素。 5、主要技術(shù)指標(biāo)：回收后的對苯二甲酸與標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜應(yīng)一致；回收率在90%以上。

科學(xué)性、先進(jìn)性

1、作品的科學(xué)性：PET聚酯塑料由于其具有高強(qiáng)度、高剛性、高透明性、良好的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和耐化學(xué)藥品性等綜合性能，極強(qiáng)的化學(xué)惰性使其很難被降解，而本方法通過先醇后堿雙解法使降解過程主要先發(fā)生在PET碎片表面，由外向內(nèi)進(jìn)行，受動(dòng)力學(xué)控制使顆粒表面粗糙程度加大，產(chǎn)生裂痕，脆化，最終成為小分子與少量低聚物的液體混合物?？梢允箟A解更充分更快更徹底的進(jìn)行反應(yīng)。 2、作品的先進(jìn)性：以往的工藝，比如說重慶大學(xué)的路易斯堿法，是將醇堿等按比例直接形成復(fù)合體系，實(shí)驗(yàn)過程中很容易出現(xiàn)凝固，副反應(yīng)不好控制，而且受PET表面比的影響大。本研究簡化工藝的同時(shí)較單純醇解或堿解等其他工藝更符合PET的解聚機(jī)理，尤其適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。 經(jīng)過我們的工藝生產(chǎn)的對苯二甲酸純度達(dá)到91.8%。對于所得的對苯二甲酸，可作為合成的聚酯樹脂主要原料。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

1、查新：該作品于2011年3月18日在遼寧省電子技術(shù)情報(bào)所進(jìn)行查新，查新結(jié)論：“先醇后堿雙解聚PET新工藝”，國內(nèi)文獻(xiàn)檢索中未見相同研究報(bào)道。 2、論文：該論文《先醇后堿雙解聚PET新工藝》已于2011年3月投至《遼寧化工》收閱并且通過了初審，符合《遼寧化工》雜志用稿要求，擬在2011年 8月第 8期出版。 3、企業(yè)推廣證明：2011年4月1日于沈陽瑞博塑膠有限公司出示的企業(yè)證明。

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品、現(xiàn)場演示、圖片

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

1、技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢:以往回收PET聚酯的方法主要是物理方法將其熔融加工成填料或樹脂混劑，使其在二次使用時(shí)有一定的局限性，而本方法將其解聚為對苯二甲酸可再進(jìn)行二次聚合，比較以往方法使用率更高。 2、適用范圍：適用于PET為主的廢料回收 3、推廣前景和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測：近年來，PET的產(chǎn)銷量迅猛增加，產(chǎn)生的廢PET聚酯也越來越多，廢PET的循環(huán)利用日益受到人們的重視。目前國內(nèi)PET回收瓶主要用于紡絲,也有將少量的廢瓶片與新料混合造粒吹瓶,而由廢瓶直接通過化學(xué)降解循環(huán)利用，實(shí)例應(yīng)用還較少。由于目前石油資源緊缺，聚酯原料供給不足而廢料又不能合理利用等問題的出現(xiàn)，使得對于PET的回收利用成為一個(gè)重要的研究課題，本項(xiàng)目是通過一種獨(dú)特的化學(xué)方法將PET徹底解聚為單體，一定程度上減緩了減緩在聚酯產(chǎn)業(yè)中PET的原料不足每年都需大量進(jìn)口的現(xiàn)狀，以及緩解了在生產(chǎn)過程中過分依賴于石油中的對二甲苯，而廢料又不合理利用的問題！

同類課題研究水平概述

1、國內(nèi)現(xiàn)狀 國內(nèi)已研究或工業(yè)應(yīng)用的PET化學(xué)解聚回收方法中，主要有水解、酸解、堿解等。這些方法均存在某些缺陷，如高溫、高壓、副反應(yīng)多等。目前重慶大學(xué)的聚酯廢料化學(xué)解聚新工藝-醇堿聯(lián)合法解聚PET較為合理，以EG、路易斯堿為復(fù)合解聚體系，可常壓、相對低溫解聚PET。而經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，實(shí)驗(yàn)過程中很容易出現(xiàn)凝固，副反應(yīng)不好控制，而且受PET表面比的影響。 我國的PTA自給率仍低于50%，每年需要大量進(jìn)口。對于PET廢料的回收主要用于簡單的物理方法回收，有一定的局限性。 2、國外現(xiàn)狀 美國1980年開發(fā)甲醇醇解工藝，并工業(yè)化生產(chǎn)。 日本月島機(jī)械公司用碳酸鈉在一定條件下解聚PET得到EG和NaTAP，再根據(jù)兩者不互溶原理用硫酸得到TPA。 意大利M&G公司從澳大利PETrecyle公司購買了一被稱為Penew的專利利用乙二醇醇解法經(jīng)過復(fù)雜的工藝得到PET。 近年來，國外解聚得到的初始產(chǎn)物大多數(shù)合成PET新料或提純包裝直接出口。從解聚到聚合的產(chǎn)業(yè)一體化少有。 3、新工藝 本研究形成了一種不同于其他解聚方法的廢舊PET化學(xué)解聚工藝，即先醇后堿雙解聚PET新工藝。醇解的化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)上起到物理作用，使其變?yōu)榈途畚锖托》肿右簯B(tài)體系，第二步加入氫氧化鈉更好的接觸，侵入直接與低聚物和小分子反應(yīng)，使生成對苯二甲酸鈉無地可著，更加符合PET解聚從外至里的反應(yīng)機(jī)理，非常適合大規(guī)模生產(chǎn)。
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