[发明专利]用于废物聚丙烯降解的组合物和方法

说明书

公开了一种用于聚丙烯分解的方法。还公开了从分解聚丙烯获得的产物，所述产物包含羧酸、二羧酸、硝基取代的羧酸和二羧酸；以及其盐、酯和酸酐。

技术领域

本发明涉及塑料废物分解和回收领域。具体地，本发明包括用于使聚丙烯(PP)分解的方法和通过使PP分解而获得的产物，包含羧酸、二羧酸、硝基取代的羧酸、硝基取代的二羧酸；以及其盐、酯和酸酐。

背景技术

本文所有公开均通过引用并入本文中，其程度就如同具体并且单独地指示每个单独的公开或专利申请要通过引用并入一样。以下说明包含对理解本发明可能有用的信息。这并非承认本文所提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明相关，或并非承认任何具体或隐含引用的公开是现有技术。

出于许多原因，塑料污染成为全球性的环境危机。塑料被制造成耐用的，而非可降解的。可生物降解的塑料表现出生产成本高和功能问题等缺点，这导致其难以大规模生产或使用。此外，存在多种塑料聚合物类型，这导致公众对什么是可回收的问题越来越感到困惑。塑料消费主义不可避免，并且持续增长。不仅现有的塑料污染普遍存在且无处不在，并且新的塑料废物也在以惊人的速率产生。这种全球过量的塑料废物危害环境并使食物链受到污染。

城市废物流和海洋垃圾的常见组分是受污染的塑料或受污染的塑料废物。目前现存的用于处理受污染的塑料或受污染的塑料废物的方法包含热解、焚烧、填埋处置和彻底清洁后进行机械回收。塑料热解属于能源密集型，并产生低级燃料，需要昂贵的精炼步骤才能成为有用的化学品。从经济角度来看，这是无法实现的。塑料焚烧需要投入大量的前期资本来建立，需要大量的电力和维护，并且和在垃圾填埋场处置塑料一样，还会导致不利的环境后果。这些昂贵的方法会污染环境，并且没有利用受污染的塑料废物材料，将其用作新产品的原始原料。几乎所有消费后和工业后受污染的塑料废物都被集中到材料回收设施，在材料回收设施处可能会进一步受到污染。许多塑料的机械回收在经济上不具有可行性，这是因为回收的塑料树脂的质量往往会受到损害，并且无法与廉价的原生塑料竞争。

由于这种工艺不具备经济性，全球生产的塑料中不到10％被回收。在美国，高达50％的回收箱内含物被认为是污染物，并且通常在传统的回收工艺中被丢弃。尽管塑料是废物回收流中最丰富的材料，但其却是最不适合回收的材料，因为除了水瓶之外，大多数塑料几乎没有或根本没有可行的下游市场。

尽管已经对塑料污染的生物修复方面进行了很多研究，但仅使用生物方法是昂贵的、低效的，并且是难以规模化的。此类技术，包含涉及体外细胞降解或昆虫幼虫消化的技术也并没有将塑料废物处理与增值的经济产品的生产结合起来。

聚丙烯(PP)因其熔点和高强度而成为美国最常见的包装材料之一。2017年，美国生产的PP塑料中有约8％被回收。PP回收率低的若干原因包含：回收成本高、原始PP成本相对较低以及回收PP相对于原生聚丙烯质量有所下降。

目前用于回收PP的回收技术有两个主要类别。机械回收技术清洁聚合物并产生可以用于制造新产品的新PP原料。基本的机械回收工艺包括若干步骤，其可以包含收集、分选、清洁、熔融加工和新材料的形成。在一些情况下，实施基于溶剂的分离程序来去除使用后塑料中的杂质。参见WO2012/117250A1、WO2017/003802A1和WO2008/058303A1。在许多情况下，在机械回收期间，PP所经受的苛刻条件会导致其相较于原生PP出现降级。

目前化学回收技术也备用于将使用后的PP转化为燃料或能源。参见WO2014/040634A1和WO2016/091993A1。此类技术通常是高能耗的，并且导致碳效率较低。

因此，本领域需要提供克服已知方法的限制的使PP废物分解的方法和系统。

发明内容

以下实施例和其各方面用意指示例性和说明性而其范围不受限制的组合物和方法进行描述和说明。

提供了一种用于使聚丙烯(PP)废物分解的方法，所述方法包括：