聚合物降解制造技术

本发明专利技术所属的领域是在溶剂中使用催化剂将聚合物降解成低聚物和/或单体的方法以及包含能够将聚合物降解成低聚物和/或单体的催化剂的功能化磁性颗粒。本发明专利技术的方法和颗粒提供高选择性和高转化率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术所属的领域是在溶剂中使用催化剂将聚合物降解成低聚物和/或单体的方 法以及包含能够将聚合物降解成低聚物和/或单体的催化剂的功能化磁性颗粒。本专利技术的 方法和颗粒提供高选择性和高转化率。
技术介绍
各种专利文献和科技文献涉及包含磁性颗粒的流体。 磁性流体是一类智能材料，其在外部磁场的存在下可逆地并且相对迅速地(数毫 秒)改变其性质。当施加磁场(例如在约1T量级的磁通量密度)时，这些流体可以显示出几个 数量级的表观粘度变化。下面确认出两个子类。 铁磁流体涉及在磁场的存在下变得剧烈磁化的液体。通常地，铁磁流体为由悬浮 在载流体(通常为有机溶剂或水）中的纳米级铁磁性颗粒或亚铁磁性颗粒构成的胶质液体。 通常地，每个微小颗粒完全用表面活性剂涂覆从而抑制其团簇。缺点是例如当暴露于强磁 场时，较大的颗粒可从另外均相的胶质混合物中移除，形成分离的磁粉团簇。 关于使用过的聚合物(或塑料）的降解，注意到通常由于缺少分离方法(例如分离 第一聚合物与第二聚合物，例如聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP))而阻碍了降解。因此大量使用过 的聚合物被用作燃料，其被燃烧。 注意到只有当应用例如大于50千吨/年的相对高容量的再循环生产线时，聚合物 (例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))的化学再循环才被认为是有成本效益的。所述生产线 很可能仅与非常大的聚合物生产商的生产现场组合。过去已经进行一些工业规模的尝试来 建立所述化学再循环设备，但是未彻底成功。甚至例如日本的有希望的化学再循环目前尚 未取得工业突破；因此这似乎存在两个主要原因：首先是在单个现场难以实现所需的数量 巨大的一致和连续的废瓶源，其次是收集瓶的稳定增加的价格和价格波动。因此，尽管每年 生产的数量巨大的PETO50000千吨)形成相似数量的废品，仍未引进经济可行的方法。 另一个问题是如果分离(部分地)成功，仍然难以降解成较小的构造单元。许多方 法和过程的选择性不足，即由反应物在两种或更多种基材上或者在相同基材的两个或多个 位置上的竞争性攻击显示的辨别性相对较低。选择性通常通过竞争性反应的速率常数的比 例定量地表示，或者通过所述比例的十进制对数定量地表示。此外转化率过低;反应物(聚 合物)至希望产物(单体或低聚物)的有效转化而在副产物方面没有过多的废物生产是一个 问题。因此产量(其被认为是选择性乘以转化率的乘积)也过低。 使用催化剂，特别是溶剂中的催化剂的问题在于几乎不可能在首次使用之后回收 催化剂。由于催化剂通常相当昂贵，希望至少大部分地回收催化剂，并且再次和优选更多次 再利用催化剂。如果废物在百分之几或更小的量级的话，催化剂的少量废物是可接受的。在 该方面，Wang(在Wang等人的 "Fe-containing magnetic ionic liquid as an effective catalyst for glycolysis of poly(ethylene terephthalate)'，，Cat .Comm. 11(2010)，第 763-767页，和在Eur .Pol · J.，Pergamon Press Oxford，第45卷，第5期，2009年5月 1 日，第 1535-1544页）和Xueyuan Zhou等人（在Pure and Applied Chemistry，第84卷，第3期，2012 年1月1日，第789-801页)提到了使用催化剂降解PET，没有再利用催化剂并且获得了适度结 果。在这些过程中使用的催化剂的量相对较高（17-80重量％的催化剂/PET重量），并且结果 远不理想。通常还被认为是缺点的是催化剂与载体的组合。特别破坏了选择性和转化率，以 及可用催化剂。因此相比于非组合的催化剂，通常需要使用更多的催化剂来获得相似的结 果，即便如此选择性和转化率仍然较差。在该方面，'^11^油6坪等人在"11111]1〇13；[11831：；[01101!· ionic liquids on solid supports"（Green Chemistry，2002(4)，第88-93页）中指出了附 着至固体载体（例如金属氧化物，例如Ti02、Si0 2、Al 203等）的离子液体。Lee在 "Functionalized imidazolium salts for task-specific ionic liquids and their applications"（Chem.Commun.，2006,第1049-1063页）中提到了相似的催化剂。其涉及两相 体系。除了一些例外之外，测试的催化活性的结果(特别是转化率和选择性方面)被认为是 相当差的。换言之，不会考虑使用所述催化剂。通常大部分催化剂用于分子的合成等，而不用于降解。通常地，催化剂(特别是催 化剂复合物)和催化剂的功能对存在的污染物敏感;换言之，它们仅在相对纯和干净的条件 下才发挥适当功能。由于污染，需要定期更换催化剂，通常格外留意不引入污染物。这也是 为什么通常认为催化剂不用于降解过程的原因，因为这些过程几乎固有地引入污染物。 在一些情况下，金属催化剂直接附着至纳米颗粒。所述催化剂通常用于合成，但是 不用于降解，并且当然不用于具有至少一种固体反应物的反应。在该方面，注意到对于合成 来说进行两种或更多种组分之间的反应，其中两种或更多种组分例如在溶剂中紧密接触。 合成反应的性质和相关参数被认为是远不同于降解反应;例如在最佳条件下可以使用相对 少量的催化剂并且可以获得相对高的产量。因此不指望合成反应的教导可用于降解反应。 各种文章，例如Zhang的Applied Catalysis A:General，Elsevier Science，第366卷，第1 期，第141-147页，Pang Wang的Catalysis Letters，Kluwer Academic Publishers-Plenum ?1113118116^，呢，第135卷，第12期，第159-164页，1^6(1厶1311-1^219的]\厶111.〇16111.3〇(3，厶〇3出 版物，第 128卷，第 15期，第5279-5282页，Zhang的J.Mol.Cat.A:Chemical，Elsevier，第306 卷，第卜2 期，第 107-112页，0 Dalaigh的Angewandte Chemie，第119卷，第4407-4410页， 01:^6；^&的]\?]15^.〇16111.〇，第113卷，第20期，第8566-8572页和2]1&]^的6代611〇16111.，第14 卷，第201-208页，涉及可回收的催化剂复合物。然而没有催化剂本身和催化剂复合物之间 的对比数据。换言之，没有显示改进，并且事实上能够预期例如产量、用量、效率、能量消耗 等方面的劣化。此外，上述一些催化剂复合物不能以磁性方式回收，一些涉及壳核式颗粒， 一些涉及团聚物，Flavia没有指明复合物，并且一些不涉及离子液体。这被认为是远不理想 的。 本专利技术提供用于降解聚合物的方法和催化剂，所述方法和催化剂克服了上述一个 或多个缺点，而不破坏功能和优点。
技术实现思路
本专利技术在第一方面涉及根据权利要求1所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于均聚物或共聚物的降解的改进的可再用离子型催化剂复合物，所述催化剂复合物包含催化剂实体、磁性纳米颗粒，和仅在催化剂实体和磁性纳米颗粒之间的桥连结构部分，所述催化剂复合物能够将聚合物降解成低聚物、三聚物、二聚物和/或单体，其中所述催化剂实体选自部分带正电荷的结构部分和部分带负电荷的结构部分，其中所述正电荷位于芳族结构部分上，和其中所述负电荷位于盐上，其中所述磁性颗粒具有2nm‑500nm的平均直径，和其中所述桥连结构部分以5*10‑6‑0.1摩尔桥连结构部分/克磁性颗粒的量存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·维拉普拉纳阿蒂加斯，L·梅斯特罗姆，R·德格罗特，V·菲利皮，C·格雷罗桑科赫茨，T·胡浩德特，
申请(专利权)人：爱奥尼亚技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL