[发明专利]一种锌催化剂催化降解废弃聚酯材料的方法

说明书

本发明公开了一种锌催化剂催化降解废弃聚酯材料的方法，属于聚酯降解技术领域。本发明解决了现有的聚酯废弃物化学回收催化剂催化效率低、材料普适性低的问题。本发明采用结构简单的锌催化剂，在醇类化合物的参与下，通过锌催化剂催化的酯交换反应，将各种聚酯材料解聚为有机小分子实现废弃聚酯的再利用。本发明方法具有很好的普适性，对于各种不同结构的聚酯材料均具有很好的解聚效果。

技术领域

本发明属于聚酯降解的技术领域；具体涉及一种锌催化剂催化降解废弃聚酯材料的方法。

背景技术

聚酯塑料(例如PC聚碳酸酯、PET聚对苯二甲酸乙二醇酯等)因其具有优异的透明性、机械性能以及力学性能等性质，被广泛应用到包装、电子电器、机械设备等各个领域。然而，大量使用的聚酯塑料在给人们提供便捷性的同时，也导致了数百万吨废弃聚酯塑料的产生。随着人们环保意识的不断增强以及可持续发展的需求，废弃聚酯的后处理问题成为目前亟需解决的环保问题之一。

废弃聚酯塑料的回收主要有以下几种途径：能源回收、物理回收和化学回收。由于简单和低成本，通过焚烧回收能源被广泛应用。然而，由此产生的二氧化碳等废弃物对环境造成了巨大的污染。通过熔融再塑的方式实现聚酯塑料的物理回收是最常用的方法，但是这种方式回收的聚酯塑料的性能会下降，只能生产低档次的产品。而通过化学方法，可将聚酯塑料转化为可重新生产聚酯的单体或者其他化工产品原料，由此可实现资源的循环利用，因而得到了人们的广泛关注。

目前已有一些关于聚酯废料化学回收的报道，Sardon报道了一种利用离子液体催化实现PET降解的方法，但催化剂的用量大，催化效率较低，使得生产成本增加(GreenChem.,2020,22,3721–3726)。De Meester报道了一种碱性条件下水解PET的方法，但该方法会产生碱性废液，对环境造成一定的污染(Green Chem.,2020,22,5376–5394)。且目前报道的方法都具有一定的材料选择性，只对特定的某种聚酯材料有催化降解能力，缺乏对各种不同聚酯材料具有普遍催化降解能力的催化剂。由此可见，亟需发展新型的绿色环保的、具有高的催化效率以及材料普适性强的聚酯降解催化剂，这对于环境保护以及可持续发展具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有的聚酯废弃物化学回收催化剂催化效率低、材料普适性低的问题，提供一种锌催化剂催化降解废弃聚酯材料的方法。

本发明的技术方案如下：

本发明中一种锌催化剂催化降解废弃聚酯材料的方法是通过下述方法实现的：将废弃聚酯材料清洗干净，然后干燥，解聚，实现聚酯材料的降解；或者将废弃聚酯材料清洗干净，然后干燥，溶于有机溶剂，解聚，实现聚酯材料的降解；聚酯材料经降解回收后可再利用。

其中，所述解聚在惰性气体保护、常压、一定温度、锌催化剂催化以及醇类化合物引发下解聚聚酯材料以获得有机小分子。

进一步地，所采用的锌催化剂选自以下结构的任意一种：

其中，R₁代表烷基，R₂代表烷基、羧酸基或卤原子。

更进一步地，R₁代表甲基，R₂代表乙基、醋酸基或Cl。

进一步地，所述聚酯材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚碳酸酯(PC)中的一种或其中几种以任意比例的混合。

进一步地，醇类化合物为含碳个数为1～50的醇中的一种或其中几种以任意比例的混合。

更进一步地，醇类化合物为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丁二醇、丙二醇中的一种或其中几种以任意比例的混合。