一种聚己内酯回收增塑PVC的方法技术

本发明专利技术公开了一种聚己内酯回收增塑PVC的方法，属于聚己内酯解聚及PVC增塑技术领域。本发明专利技术采用有机碱催化剂，在醇类化合物的参与下，在较温和的条件下，将聚己内酯降解为相应分子量的寡聚物(1.0～3.0kg/mol)，该解聚产物可应用于PVC的增塑，表现出优异的增塑效果，从而实现废弃聚己内酯的有效利用。此外，本发明专利技术操作简单，工艺绿色环保，真正意义上实现了聚己内酯材料的循环再利用，且为PVC的增塑提供了新的思路。了新的思路。了新的思路。

【技术实现步骤摘要】
一种聚己内酯回收增塑PVC的方法


[0001]本专利技术涉及一种聚己内酯回收增塑PVC的方法，属于聚己内酯解聚及PVC增塑


技术介绍

[0002]在过去的一个多世纪，工程塑料逐渐发展成为了在众多工业生产领域的一个重要组成部分，且逐渐渗透到金属材料领域，并且其使用量以5.09％的年增长率不断增加。聚氯乙烯(PVC)作为应用在塑料制品上全球应用量第二的树脂，被广泛应用在建筑建材、电线电缆、食品医用包装和科技领域，作为生产其必需品的助剂.增塑剂的使用量也逐年提高。但传统邻苯二甲酸酯类增塑剂容易从制品中迁移出，并被证实对人体存在潜在致癌性，因此研制新型环境友好型和资源节约型增塑剂逐渐成为人们的研究热点。聚酯类增塑剂因其可生物降解、生物相容性的特点吸引了科学家们的注意。
[0003]现有技术CN102731755B以尼龙酸为主要原料，利用二元醇对尼龙酸良好的溶解能力，经过酯化和缩聚两种反应，低成本的制备了低酸值的聚酯型增塑剂，反应条件较为苛刻需要在较低的真空度和较高的温度下反应；CN111253341B以腰果酚为原料制备出安全环保的生物增塑剂，其包含了环氧型增塑剂和聚酯型增塑剂的优点，但制备过程需经过酯化、封端、环氧化等步骤，制备路线较为繁琐。
[0004]与此同时，随着近年来石油资源的日益枯竭以及双碳战略的提出，石油基塑料的可持续发展变得尤为重要。聚(ε
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己内酯)(PCL)材料是一种石油基聚酯塑料，由于其良好的生物相容性、生物降解性、高结晶性和低熔点，已被广泛用于包装、3D打印和生物医学领域。随着过去几十年来PCL材料产量的增加，PCL的回收利用也得到了广泛的关注。尽管PCL是可生物降解的，但其在自然环境中实现完全的生物降解转化通常需要2
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4年的时间。此外，二氧化碳(温室气体的主要成分)和水等是PCL塑料的分解产物，在生物降解过程中，PCL材料的价值不能被回收。因此，通过化学回收的方式对废弃的PCL进行回收再利用是最符合可持续发展理念的解决方案。目前对于聚合物的化学回收主要有热解、水解、酶解法等。但热解和水解通常需要在较高的温度下进行，能量损耗较多，且提高了操作成本，生成的产物也多为不能直接应用的小分子化合物；酶解法则具有特异性，只针对某些特定的聚酯材料有解聚作用，也具有一定的局限性，并且整个过程只有微生物能获利，浪费了大量的能量和资源。另一种化学循环的方法是通过醇参与的酯交换反应，在转酯催化剂催化下，将聚酯醇解为有机小分子(中国申请专利CN114797971A,CN114031600A)，这种方法生成的醇解产物尽管可以作为一种有用的化学品得到有效利用，但其价值需要进一步反应才能充分体现。
[0005]因此，对于实现废弃聚己内酯材料的高效回收再利用以及开发一种绿色无毒的增塑剂迫在眉睫。这对于环境保护以及可持续发展具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种聚己内酯回收增塑PVC的方法。
[0007]本专利技术的技术方案：
[0008]本专利技术的目的之一是提供一种聚己内酯回收方法，该方法为：
[0009]在常压、一定温度、惰性气体保护的条件下，在催化剂、有机溶剂存在下，醇作为醇解试剂，对聚己内酯进行醇解，得到寡聚酯。
[0010]进一步限定，催化剂结构如下：
[0011][0012]进一步限定，催化剂的添加量为聚己内酯的0.2～50mol％。
[0013]进一步限定，聚己内酯数均分子量为104～107g/mol。
[0014]进一步限定，有机溶剂为甲苯、二甲苯、乙苯、四氢呋喃、2
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甲基
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四氢呋喃中的一种或多种混合。
[0015]进一步限定，醇解试剂为甲醇、乙二醇，1,3
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丙二醇、1,4
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丁二醇、1,4
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苯二甲醇中的一种或多种混合。
[0016]进一步限定，醇解温度为30℃～200℃。
[0017]进一步限定，得到的寡聚酯分子量为1.0～3.0kg/mol。
[0018]本专利技术的目的之二是上述聚己内酯回收方法制备的寡聚酯的应用，具体的用于增塑PVC树脂。
[0019]进一步限定，寡聚酯作为主增塑剂或辅助增塑剂与PVC树脂材料复合加工。
[0020]进一步限定，寡聚酯与PVC树脂和助剂形成PVC树脂基复合材料。
[0021]进一步限定，助剂为稳定剂、光稳定剂、润滑剂、耐老化剂、抗静电剂、阻燃剂中的一种或多种混合。
[0022]本专利技术采用有机碱催化剂，在醇类化合物的参与下，在较温和的条件下，将聚己内酯降解为相应分子量的寡聚物(1.0～3.0kg/mol)，该解聚产物可应用于PVC的增塑，表现出优异的增塑效果，从而实现废弃聚己内酯的有效利用。与现有技术相比具有以下有益效果：
[0023](1)本专利技术提供的聚己内酯回收降解体系在较温和条件下即可实现，在得到了分子量在1.0～3.0kg/mol范围内的寡聚酯，实现了废弃聚ε
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己内酯的循环利用，一定程度上减少了聚己内酯大量使用造成的塑料污染。此外，本专利技术采用非金属催化剂即可实现聚ε
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己内酯到寡聚物的转化，不会产生金属残留，符合可持续发展原则。
[0024](2)本专利技术通过改变醇解试剂的当量，对聚己内酯材料进行精确裁剪，获得具有预期分子量的寡聚物，获得具有良好的增塑效果的特定分子量的寡聚物。根据后续研究可知，分子量在1.0～3.0kg/mol的寡聚物具有良好的增塑效果，这主要是由于当寡聚酯分子量过低时，没有足够的空间体积分隔PVC分子链，更容易从PVC树脂基体中向表面和外部环境迁移；当寡聚酯分子量过高时，容易自身分子链缠结团聚，与PVC材料形成“海岛”状结构的介观层面共混，难以形成分子层面的微观共混增塑。控制解聚所得的寡聚物分子量对材料的回收再利用具有重要意义。
[0025](3)本专利技术通过改变醇解试剂的种类，来调控寡聚酯对PVC材料的增塑效果，不同的醇解试剂能够有效改变寡聚酯材料的分子结构，提供不同碳原子数的烷基或其他基团，增加醇解试剂的烷基碳数能够有效提高寡聚酯分子的柔顺性，进而提高材料增塑PVC的效
果，而增加苯基能够赋予寡聚酯苯基优异的耐热性，提高增塑PVC材料的耐热性。
[0026](4)本专利技术将聚己内酯回收降解得到的寡聚酯产物用于增塑PVC，实现废弃聚己内酯的有效利用的同时，有效降低PVC树脂材料的玻璃化转变温度和弹性模量，从而降低材料加工温度并提升材料的加工性能，在加工成型后PVC复合材料的硬度下降明显，有效提高了材料的柔软程度，扩大了材料的使用场景。这主要是由于聚己内酯解聚后的寡聚酯本身含有大量的极性酯基，与极性的PVC分子链具有良好的相容性，进而“屏蔽”PVC分子链间的相互作用，促进了PVC分子链的链移动性，同时寡聚酯中含有部分烷基链，烷基链的柔顺性能够起到“润滑”的作用从而进一步增加PVC分子链的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚己内酯回收方法，其特征在于，在常压、一定温度、惰性气体保护的条件下，在催化剂、有机溶剂存在下，醇作为醇解试剂，对聚己内酯进行醇解，得到寡聚酯。2.根据权利要求1所述的聚己内酯回收方法，其特征在于，催化剂结构如下：3.根据权利要求1所述的聚己内酯回收方法，其特征在于，催化剂的添加量为聚己内酯的0.2～50mol％。4.根据权利要求1所述的聚己内酯回收方法，其特征在于，聚己内酯数均分子量为104～107g/mol。5.根据权利要求1所述的聚己内酯回收方法，其特征在于，有机溶剂为甲苯、二甲苯、乙苯、四氢呋喃、2
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甲基
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四氢呋喃中的一种或多种混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆刚，徐广强，董炳喆，郭健，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：