【技术实现步骤摘要】
一种低熔点再生共聚酯的制备方法
本专利技术属聚酯的化学再生
,涉及一种低熔点再生共聚酯的制备方法,特 别是涉及一种采用可溶解于乙二醇的二元醇钛碱金属配位化合物作为催化剂用于催化聚 酯的乙二醇解聚及解聚产物共聚制备低熔点再生共聚酯的方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET,简称聚酯)是一种 性能优异的半结晶态热塑性高分子材料,广泛的应用于化纤、包装、医药、电子机械等领域, 2010年,全球聚酯总产量达5610万吨。聚酯行业飞速发展的同时,聚酯产品性能单一以及 废旧聚酯制品的处理问题接踵而来,为缓解废弃聚酯制品的巨大存量给资源环境带来了的 压力,同时满足市场对于功能化聚酯材料需求,对废弃聚酯制品的功能化再生无疑是一举 多得。 结合聚酯的物化特性,其回收方式主要分为物理再生和化学再生两种。物理再生 法基于聚酯的热塑性,通过将废旧聚酯制品除杂、清洗、粉碎干燥后进行熔融再造粒的方法 实现聚酯的再生,物理再生虽然具有成本低、技术简单的特点,但仅能实现聚酯的降级回 收,且回收次数有限,不能实现封闭式循环。化学再生基于聚酯缩聚反应的可逆性及酯交换 反应的亲核反应机理,通过小分子解聚剂对大分子链的进攻使聚酯解聚成聚合单体或中间 体,经分离提纯后进行再聚合实现再生,主要的解聚方法有水解、甲醇解和乙二醇解三种, 其中水解反应需要高浓度的酸或碱,甲醇解反应需要高温高压环境,因此对设备要求高,工 业化难度大;相比之下,乙二醇解具有反应条件较温和,可利用现有聚酯生产设备,工艺流 程短 ...
【技术保护点】
一种低熔点再生共聚酯的制备方法,其特征是包括以下步骤:1)对PET聚酯进行乙二醇解聚:1.1)将醇解催化剂二元醇钛碱金属配位化合物溶解于解聚剂乙二醇中,形成解聚溶液;1.2)将解聚溶液与PET聚酯混合并搅拌进行解聚反应,解聚剂乙二醇用量与PET聚酯的摩尔比为4‑50:1,解聚反应温度为160‑240℃,反应体系压力为1‑2.5atm,反应时间为30min‑8h;所述醇解催化剂二元醇钛碱金属配位化合物的结构式为:其中,M+是IA族金属阳离子,为Li+、Na+、K+或Rb+;R’为碳原子数为2‑4的饱和碳氢链结构;2)对解聚产物的脱色及提纯,步骤如下:2.1)在步骤1)所得溶液中加入含有活性炭质量分数为0.5‑5%的乙二醇分散液,在温度为150‑220℃下,常压回流搅拌脱色1‑5h;2.2)然后经过滤去除杂质及脱色用的活性炭;2.3)重复步骤2.1)和2.2)2‑5次,也即脱色及过滤过程反复进行2‑5次,得到除杂脱色后的解聚物的乙二醇溶液;2.4)将除杂脱色后的解聚物的乙二醇溶液在温度为190‑210℃且压力为0.5‑0.8atm条件下将溶液中的乙二醇蒸发完全,获得提纯及脱色后的解聚产物; ...
【技术特征摘要】
1. 一种低熔点再生共聚酯的制备方法,其特征是包括以下步骤: 1) 对PET聚酯进行乙二醇解聚: I. 1)将醇解催化剂二元醇钛碱金属配位化合物溶解于解聚剂乙二醇中,形成解聚溶 液; 1. 2)将解聚溶液与PET聚酯混合并搅拌进行解聚反应,解聚剂乙二醇用量与PET聚 酯的摩尔比为4-50:1,解聚反应温度为160-240°C,反应体系压力为1-2. 5atm,反应时间为 30min-8h ; 所述醇解催化剂二元醇钛碱金属配位化合物的结构式为:其中,M+是IA族金属阳离子,为Li+、Na+、K+或Rb+ ; R'为碳原子数为2-4的饱和碳氢链结构; 2) 对解聚产物的脱色及提纯,步骤如下: 2. 1)在步骤1)所得溶液中加入含有活性炭质量分数为0. 5-5%的乙二醇分散液,在温 度为150-220°C下,常压回流搅拌脱色l_5h ; 2. 2)然后经过滤去除杂质及脱色用的活性炭; 2. 3)重复步骤2. 1)和2. 2) 2-5次,也即脱色及过滤过程反复进行2-5次,得到除杂脱 色后的解聚物的乙二醇溶液; 2. 4)将除杂脱色后的解聚物的乙二醇溶液在温度为190-2KTC且压力为0. 5-0. 8atm 条件下将溶液中的乙二醇蒸发完全,获得提纯及脱色后的解聚产物; 3) 解聚产物的共聚合,具体的步骤如下: 3. 1)共聚改性酯化物的制备:将二元脂肪酸,乙二醇,小分子聚醚三者以等物质量混 合,并加入一定量的乙二醇钛碱金属配合物为催化剂,在反应温度为150-170°C,压力为 Iatm下搅拌进行酯化2-3h,同时及时馏出反应过程中生成的水,反应过程中以惰性气体进 行保护,反应结束后获得脂肪族二元酸小分子聚醚酯化物; 3. 2)将步骤3. 1)和步骤2)获得的脂肪族二元酸小分子聚醚酯化物与提纯及脱色后的 解聚产物,缩聚催化剂和热稳定剂,在180-220°C和压力为latm,惰性气体保护下,按一定 质量比搅拌混合。 3. 3)然后,将反应温度升高至220-240°C,继续反应60-120min,同时在此段时间,使体 系内压力勻速降低至lkPa。 3. 4)然后,将反应温度升高至265-290°C,使体系内压力降低至20Pa后,继续反应 100-180min,即获得低熔点再生共聚酯。2.根据权利要求1所述的一种低熔点再生共聚酯的制备方法,其特征在于,所述的解 聚溶液中,所述的二元醇钛碱金属配位化合物的用量为乙二醇质量的〇. 1% -1% ;PET聚酯 的摩尔质量以192g/mol计算;解聚剂乙二醇用量与PET聚酯的摩尔比优选8-20:1,解聚反 应温度优选180-2KTC ;所述的解聚反应时搅拌,搅拌速率为50-1500转/min ;所述解聚反 应在惰性气体保护下进行。3. 根据权利要求1所述的一种低熔点再生共聚酯的制备方法,其特征在于,所述二元 醇钛碱金属配位化合物由以下步骤制得: a) 将通式为Ti (OR)4的钛化合物在50-150°C和氮气保护条件下,与碳原子数为2-4的 二元醇HO-R' -OH均匀混合;其中,R为碳原子数为2-4的饱和碳氢链结构,R'为碳原子数 为2-4的饱和碳氢链...
【专利技术属性】
技术研发人员:王华平,王少博,王朝生,李建武,陈向玲,王赛博,黄璐,徐秋舒,
申请(专利权)人:东华大学,
类型:发明
国别省市:上海;31
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