一种高强度耐溶剂可闭环回收塑料及其制备方法和回收方法技术

本发明专利技术提供了一种高强度耐溶剂可闭环回收塑料及其制备方法和回收方法，属于可回收塑料技术领域。本发明专利技术中使用单体均为双官能化，所得塑料内部含有多个亚胺键。由于整个聚合物主体为全芳环分子，所得塑料具有较高的断裂强度和优异的耐水性。同时，亚胺键与相邻的苯环会形成共轭结构，增大了链段间的π

【技术实现步骤摘要】
一种高强度耐溶剂可闭环回收塑料及其制备方法和回收方法


[0001]本专利技术涉及可回收塑料
，特别涉及一种高强度耐溶剂可闭环回收塑料及其制备方法和回收方法。

技术介绍

[0002]塑料在人类的生产生活中发挥着重要的作用。随着人们生活水平的不断提高，近年来全球的塑料产量逐年递增。但塑料在使用后大多被填埋或焚烧，只有很小的一部分被回收利用，从而造成了大量的资源浪费。由于传统塑料是由石油基分子合成得到，其在自然环境下难以降解，因此废弃塑料对土壤和水环境造成了严重的污染。赋予塑料优良的可回收性，可以有效解决塑料的使用后处理问题，并为发展循环经济做出巨大的贡献。
[0003]截止到目前，大多数商品化塑料仅能通过高温下的再次加工实现机械回收，但机械回收后聚合物链段会不可避免地发生断裂，从而造成回收后塑料的性能大幅下降，即实现的是降级回收。相比之下，闭环回收，即塑料解聚后所有回收的单体重新制造成原始材料而不影响其品质的回收方法，在提高回收效率和提高再生材料质量方面具有很大潜力，是目前塑料回收领域的重中之重。
[0004]目前，可闭环回收塑料多基于环状单体的开环聚合而制备得到的聚(硫)酯或聚酰胺材料，这些塑料在聚合和解聚过程中都需要特殊设计的金属有机催化剂，价格相对昂贵且催化剂的提纯较为复杂。同时，这些塑料由于是在有机溶剂中通过溶液铸膜的方法制备而成，因而其对于多种有机溶剂具有不耐受性。此外，这些塑料的断裂强度或屈服强度多低于40MPa，其机械性能仍有待于进一步增加。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种高强度耐溶剂可闭环回收塑料及其制备方法和回收方法，本专利技术提供的高强度耐溶剂可闭环回收塑料能够实现塑料制品的闭环回收，且闭环回收后重新制得的塑料制品仍旧有良好的强度和耐溶剂性。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种高强度耐溶剂可闭环回收塑料，由包括以下摩尔百分含量的原料制备得到：
[0008]双氨基官能化芳环单体
ꢀꢀꢀꢀ
45～65％；
[0009]双醛基官能化芳环单体
ꢀꢀꢀꢀ
35～55％。
[0010]优选的，所述双氨基官能化芳环单体为4,4
’‑
二氨基二苯醚、对苯二胺、3,3
‑
双(三氟甲基)
‑
[1,1
‑
联苯]‑
4,4
‑
二胺、4,4
’‑
双(3
‑
氨基苯氧基)二苯甲酮、4,4
’‑
二氨基二苯甲酮和4,4
’‑
二氨基二苯砜中的一种或几种。
[0011]优选的，所述双醛基官能化芳环单体为苯二甲醛、2,5
‑
呋喃二甲醛、2,6
‑
吡啶二甲醛、4,4
’‑
双((4
‑
甲酰基)
‑
苯甲酰胺基
‑3‑
氨基苯氧基)二苯甲酮、去氢二香兰素和5
‑
羟基
‑
1,3
‑
苯二醛中的一种或几种。
[0012]本专利技术提供了上述高强度耐溶剂可闭环回收塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将双氨基官能化芳环单体、双醛基官能化芳环单体和极性有机溶剂混合，进行席夫碱反应，去除极性有机溶剂后得到高强度耐溶剂可闭环回收塑料。
[0014]优选的，所述极性有机溶剂为四氢呋喃、二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙腈、N
‑
甲基吡咯烷酮和N,N
‑
二甲基乙酰胺中的一种或几种。
[0015]优选的，所述席夫碱反应的温度为65～200℃，时间为12～30h。
[0016]本专利技术提供了上述制备方法制备得到的高强度耐溶剂可闭环回收塑料的回收方法，包括以下步骤：
[0017]将高强度耐溶剂可闭环回收塑料与第一溶剂混合，进行解聚反应，得到塑料溶解液；
[0018]将所述塑料溶解液与第二溶剂混合，析出固体后进行固液分离，所得固体为双醛基官能化芳环单体，所得液体为双氨基官能化芳环单体；
[0019]所述第一溶剂为有机溶剂和酸的混合液；
[0020]所述第二溶剂为双醛基官能化芳环单体的不良溶剂。
[0021]优选的，所述第一溶剂中的有机溶剂包括四氢呋喃、乙腈、二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基乙酰胺、异丙醇和丙酮中的一种或几种；
[0022]所述第一溶剂中的酸为浓盐酸、冰醋酸和磷酸中的一种或几种。
[0023]优选的，所述有机溶剂和酸的体积比为3～8:1。
[0024]优选的，所述双醛基官能化芳环单体的不良溶剂为乙醚、乙酸乙酯、乙醇、石油醚、正己烷和1,4
‑
二氧六环中的一种或几种；
[0025]所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为1:2.5～15。
[0026]本专利技术提供了一种高强度耐溶剂可闭环回收塑料，由包括以下摩尔百分含量的原料制备得到：双氨基官能化芳环单体50～60％；双醛基官能化芳环单体40～50％。芳环氨基分子与芳环醛基分子通过席夫碱反应生成亚胺键。由于本专利技术中使用的氨基与醛基分子均为双官能化，因此可制备出内部含有多个亚胺键的聚合物材料。由于整个聚合物主体为全芳环分子，制备得到的塑料具有较高的断裂强度和优异的耐水性。同时，亚胺键与相邻的苯环会形成共轭结构，增大了链段间的π
‑
π相互作用，进一步增加了塑料的强度和模量，同时赋予塑料优异的耐有机溶剂性。
[0027]本专利技术提供了上述高强度耐溶剂可闭环回收塑料的制备方法，本专利技术通过席夫碱反应得到高强度耐溶剂可闭环回收塑料，此法操作简单，成本低廉，易于实现工业化批量生产。
[0028]本专利技术提供了上述高强度耐溶剂可闭环回收塑料的回收方法。在本专利技术中，亚胺键可在酸性条件下断开，重新生成原始的氨基与醛基分子，因此本专利技术提供的高强度耐溶剂可闭环回收塑料可在有机溶剂与酸性物质的混合体系中解聚。基于氨基和醛基分子在特定溶剂中的溶解度差异，本专利技术通过加入双醛基官能化芳环单体的不良溶剂，可以利用溶液沉淀法快速高效地分离双氨基官能化芳环单体和双醛基官能化芳环单体。本专利技术回收得到的两种单体，可以再次制备初始的塑料，重新制得的塑料制品仍旧有良好的强度和耐水、耐有机溶剂性，实现了温和条件下的高效闭环回收。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例1的塑料实物图；
[0030]图2为本专利技术实施例2的塑料的应力
‑
应变曲线；
[0031]图3为本专利技术实施例3的塑料的闭环回收过程；
[0032]图4为本专利技术实施例4的塑料的耐水及耐有机溶剂实验；
[0033]图5为本专利技术实施例5的塑料的在多次闭环回收后的应力
‑
应变曲线。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度耐溶剂可闭环回收塑料，由包括以下摩尔百分含量的原料制备得到：双氨基官能化芳环单体45～65％；双醛基官能化芳环单体35～55％。2.根据权利要求1所述的高强度耐溶剂可闭环回收塑料，其特征在于，所述双氨基官能化芳环单体为4,4
’‑
二氨基二苯醚、对苯二胺、3,3
‑
双(三氟甲基)
‑
[1,1
‑
联苯]
‑
4,4
‑
二胺、4,4
’‑
双(3
‑
氨基苯氧基)二苯甲酮、4,4
’‑
二氨基二苯甲酮和4,4
’‑
二氨基二苯砜中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的高强度耐溶剂可闭环回收塑料，其特征在于，所述双醛基官能化芳环单体为苯二甲醛、2,5
‑
呋喃二甲醛、2,6
‑
吡啶二甲醛、4,4
’‑
双((4
‑
甲酰基)
‑
苯甲酰胺基
‑3‑
氨基苯氧基)二苯甲酮、去氢二香兰素和5
‑
羟基
‑
1,3
‑
苯二醛中的一种或几种。4.权利要求1～3任意一项所述高强度耐溶剂可闭环回收塑料的制备方法，包括以下步骤：将双氨基官能化芳环单体、双醛基官能化芳环单体和极性有机溶剂混合，进行席夫碱反应，去除极性有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊奇，陆星远，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：