[发明专利]温和条件下碳酸盐催化降解聚酯类废旧纺织品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温和条件下碳酸盐催化降解聚酯类废旧纺织品的方法，具体的，涉及一种在温和条件下用碳酸盐催化醇解聚聚酯类废旧纺织品制备对苯二甲酸二甲醇酯（DMT）的方法，属于绿色、清洁催化技术领域。

背景技术

全球每年废旧纺织品产生量巨大，达4000万吨。我国是世界上纺织品生产和使用大国，每年废旧纺织品的产生量超过2600万吨，综合利用率不足0.1%。而发达国家，如英国、日本、德国等，废旧纺织品回收利用率达到了16%以上。

被丢弃的废旧纺织品中，PET聚酯是很重要的一类。PET聚酯有很强的化学惰性，在自然条件下很难被空气和土壤中的微生物降解，对环境造成了很大的影响，大量的废弃聚酯给环境带来了沉重的压力。同时，一次性聚酯消费品的快速增长带来了很大的资源浪费。

因此，废旧PET聚酯的回收再资源化研究已成为当前聚酯研究领域的重要课题之一。

传统的化学回收PET聚酯制取单体主要有以下几种方法：甲醇醇解、乙二醇醇解和水解。这几种方法中所用催化剂主要为传统的醋酸盐类催化剂。虽然采用这些催化剂可将废PET聚酯解聚为单体或化工原料，实现PET聚酯废料循环再利用，但是上述方法仍存在着不利因素：所用催化剂中含有重金属离子且反应温度通常在180℃至220℃之间，相对较高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有醋酸盐类催化剂催化降解PET聚酯存在的缺陷，提供一种温和条件下碳酸盐催化降解聚酯类废旧纺织品的方法，本发明方法以碳酸盐为催化剂、以甲醇为溶剂、以四氢呋喃为助溶剂，在温和反应条件下降解PET类废旧纺织品，PET聚酯的反应降解率高，单体对苯二甲酸二甲醇酯(DMT)的收率高。

本发明解决其技术问题采用的技术方案为：

本发明一种温和条件下碳酸盐催化降解聚酯类废旧纺织品的方法，所述方法为以碳酸盐为催化剂、以甲醇为溶剂、以四氢呋喃为助溶剂，在温和反应条件下降解PET类废旧纺织品。

具体地，所述反应为在甲醇和四氢呋喃存在条件下，以碳酸盐为催化剂降解聚对苯二甲酸乙二醇酯、生产对苯二甲酸二甲醇酯。

每20mL甲醇溶剂中添加0.1-3gPET类废旧纺织品原料、1-5mL四氢呋喃助溶剂，催化剂用量为溶剂质量的0.01-1.5%。

反应温度为80℃至120℃。

反应时间为4-24h。

所述碳酸盐为碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸钠。

本发明的反应通式为：

所用聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子量为2.3-2.6×10⁶，所用催化剂为碳酸盐，催化剂用量为溶剂质量的0.01-1.5%，碳酸盐催化醇解聚对苯二甲酸乙二醇酯的反应温度为80℃至120℃，碳酸盐催化醇解聚对苯二甲酸乙二醇酯的反应时间为4h-24h。

反应结束后，PET的转化率和单体对苯二甲酸二甲醇酯DMT的收率按下列公式计算:

本发明碳酸盐做催化剂催化降解聚酯类废旧纺织品的优势有：

（1）催化剂原料廉价易得，且容易储存；

（2）此类催化剂无毒无害，是绿色催化剂；

（3）催化活性高，催化剂用量少；

（4）使用温度低，对设备要求低，有利于节能；

（5）反应降解率高；

（6）利用四氢呋喃促进溶解降解。

具体实施方式：

本发明用以下实例说明，但本发明并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包含在本发明的技术范围内。

实施例1

实施方法：在50ml反应釜中依次加入0.5gPET类废旧纺织品、20ml甲醇、2ml四氢呋喃和0.2g碳酸氢钠。在100℃下保温4h后冷却至室温，分离出未降解的PET，经洗涤、干燥、称量得到未降解的PET的质量。在此条件下的PET降解率为66.00%，DMT的收率为21.31%。

实施例2

同实施例1，在110℃下保温4h，在此条件下，PET降解率为94.68%，DMT的收率为38.41%。

实施例3

同实施例1，在120℃下保温4h，在此条件下，PET的降解率为100%，DMT的收率为42.11%。

实施例4

同实施例1，在80℃下保温12h，在此条件下，PET的降解率15.00%，DMT的收率为19.74%。