[发明专利]一种降解脂肪族聚酯回收低聚酯或单体的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物降解法降解脂肪族聚酯的技术领域，特别涉及一种用 固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低聚酯或单体的方法。

背景技术

目前，由于石油资源紧缺，世界各国已把节能减排和资源循环再利用 作为绿色化学工业中的一个重要指标，特别是在石油化工领域，由于塑料 回收再利用的可行性高，并且此举可以大量节省有机碳和能源资源，绿色 化学循环再造的高分子材料正在被积极的开发和应用。不过，由于可生物 降解塑料存在耐高温性差的缺陷，限制了其大量在工业中的应用。从节省 有限的碳资源和能源的消耗立场，使用生物催化剂催化降解聚合物成为低 聚物或单体，循环再造高分子材料有可能成为一种高效的解决方法。

各种生物降解塑料在发达国家被大力应用到我们生活中的各个领域， 特别是生物降解塑料尽可能多的被回收利用，因为高分子材料的生产和加 工需要消耗大量的能源。此外，废弃的高分子材料有可能成为替代原料作 为单体和中间体被用来进行再合成，其中生物降解塑料，如聚丁二酸丁二 醇酯(PBS)，聚丁烯己二酸酯(PBA)，聚乳酸(PLA)，聚丁二酸丁二醇酯-共 聚-己二酸(PBSA)，是工业上常用的典型的生物降解塑料。生物降解塑料， 如脂肪族聚酯，通过水解酶在一定水环境下降解成低聚物；另一方面，降 解的基元由酶在水环境下重组成高分子。这些可逆的酶促反应可被应用于 建立绿色化学循环再生的生物可降解塑料的生产体系。

现有的技术中对塑料的回收多为热裂降解或当填料再利用，但各种性 能劣于新合成的塑料，而且工艺复杂，回收成本高；近代的可降解塑料虽 发展迅速，但能源危机，石油短缺又使其原料成本大幅提高，不利于生物 降解塑料的大量推广。

目前可生物降解高分子材料大都是使用后将废弃的材料埋入土壤中， 通过微生物的资化，材料降解最终成为二氧化碳和水，而无法回收再利用， 浪费了大量的资源。

发明内容

为了克服上述生物降解材料不能被回收再利用的不足，本发明提供了 一种用固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低聚酯或单体的方法，具有操作 简单、节约能源、资源循环再利用、酶可反复回收利用和成本低的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种降解脂肪族聚酯 回收低聚酯或单体的方法，包括以下步骤：

首先，将脂肪族聚酯0.1～5g，固定化脂肪酶0.01～0.5g置于三口烧瓶中， 加入10～80ml四氢呋喃或甲苯和1～5ml蒸馏水，反应温度为30～80℃， 反应时间4～16h。

其次，在上述反应物中加入甲苯和固定化脂肪酶，其中甲苯和四氢呋 喃、蒸馏水的体积比为10～30∶10～80∶1～5ml，固定化脂肪酶0.01～0.5g， 低速搅拌60～120r/min，温度为30～80℃、常压下反应20～30h，反应完 毕，回收脂肪酶，即得降解产物。

所述的脂肪族聚酯是聚一元酸一元酯、聚二元酸二元酯及它们改性的 二元、三元共聚酯。

由于本发明采用固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低聚酯或单体，解 决了以下问题：1.分子量过高的聚酯难溶于使酶有较高活性的有机溶剂； 2.有些溶剂使用量过大，3 酶、蒸馏水和聚酯三者接触几率过低，4.需要 在低压下进行实验的条件。现在的方法实验装置简单，并对脂肪族聚酯中 降解较慢的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，也能将其数均分子质量(Mn)10万的 聚合物降解成Mn数百的低聚物，降解产物可以通过脂肪酶再聚合生成高分 子量相同结构的和不同结构的聚酯，或作为其它化学原料，香料，溶剂等， 具有操作简单、节约能源、资源循环再利用、回收成本低的优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的方法作进一步详细说明。

实施例1：

一种降解脂肪族聚酯回收低聚酯或单体的方法，包括以下步骤：

首先，将聚丁二酸丁二醇酯(PBS)0.5g、固定化脂肪酶0.03g、四氢呋喃 30ml、蒸馏水2ml置于三口烧瓶中，反应温度50℃，反应12h。

其次，加入甲苯15ml，固定化脂肪酶0.03g，低速搅拌60r/min，在反 应温度为50℃、常压下反应20h后，回收脂肪酶，即得降解产物。

通过GPC测试分析，将数均分子量Mn为100000的PBS降解成Mn 为300的低聚物。

实施例2：

一种降解脂肪族聚酯回收低聚酯或单体的方法，包括以下步骤：