[发明专利]一种双酶完全解聚热塑性聚酯型聚氨酯塑料的方法

说明书

本发明属于环境科学领域，涉及一种双酶完全解聚热塑性聚酯型聚氨酯塑料的方法，具体以聚酯型聚氨酯塑料为底物，加入酯酶PETase和酯酶Aes72进行解聚反应。其中PETase水解酯键部分，Aes72主要水解氨基甲酸酯键，双酶协同促进热塑性聚酯型聚氨酯塑料的完全解聚。本发明利用双酶降解PBA‑PU，提高酶解效率的同时可以将PBA‑PU完全解聚成单体MDA，利用解聚后产生的单体进行再聚合或者其他高值化利用，从而提高产物利用率，提高酶法降解热塑性聚酯型聚氨酯塑料的竞争优势。

技术领域

本发明属于环境科学领域，涉及一种双酶完全解聚热塑性聚酯型聚氨酯塑料的方法。

背景技术

聚氨酯(Polyurethane，PU)塑料是全球生产与消耗量最多的五大塑料之一，产品应用涉及纺织、建筑、建材、汽车、国防等许多领域。据统计，2019年全球塑料产量达3.68亿吨，其中PU塑料产量占总产量的6％～7％，成为全球产量第二大的聚酯型塑料,仅我国2020年产量就达到1470万吨，消费约1175万吨。塑料制品多为一次性或短暂使用，巨量的使用必然带来巨量的消费后废弃物，截至2015年全球共产生63亿吨塑料垃圾，其中91％都被焚烧、填埋或丢弃到土壤和海洋中，不仅造成地球碳资源浪费问题，以微塑料污染为代表的生态环境问题也引起所有国家的关注。在9％的废弃塑料回收比例中，多数是结构单一、产品干净、组分清晰的废弃塑料，例如塑料工厂边角废料、食品级聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)包装等，但PU塑料结构复杂、种类多样，难以通过现有的物理、化学回收方式进行有效的再利用。

随着PET塑料的酶法回收技术体系的建立，废塑料酶法回收已经成为国内外研究的焦点。法国Carbios公司利用植物堆肥来源的角质酶LCC在16h内可分解97％的PET塑料，分解所得产物重新反应生成新塑料，目前该回收方法已取得专利，是迄今为止生物法塑料回收效率最高的实践，有效推动循环经济并减少原生塑料的使用。PU塑料酶法回收目前尚处在高效解聚酶元件挖掘阶段，但PET塑料酶法回收技术的成功为其提供了重要可行性参考和技术借鉴。

与微生物相比，酶降解的优点是酶解聚后可产生有价值的降解产物，并且比微生物降解更容易控制和更可重复性。由于PU塑料的结构复杂，单一功能的酶无法将其完全解聚成单体物质，从而无法得到有价值的降解产物。因此，应用双酶系统进行PU的生物回收具有很大的实际意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种双酶完全解聚热塑性聚酯型聚氨酯塑料的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种双酶完全解聚热塑性聚酯型聚氨酯塑料的方法，包含如下步骤：

(1)将聚氨酯塑料溶于有机溶剂，超声溶解，得到第一混合液；将第一混合液倒入玻璃平板中，自然晾干，得到聚氨酯塑料薄膜；

(2)将酯酶与步骤(1)得到的聚氨酯塑料薄膜溶于磷酸缓冲液，进行解聚反应。

具体地，步骤(1)中，所述的聚氨酯塑料为聚酯型聚氨酯。

优选地，步骤(1)中，所述的聚氨酯塑料为PBA-PU。

具体地，步骤(1)中，所述的有机溶剂为二氯甲烷；所述的聚氨酯塑料与有机溶剂的质量体积比为1.5～2g：20mL，优选为1.5g：20mL。

具体地，步骤(1)中，所述的超声溶解，超声频率为40Hz，超声温度为25～30℃，优选为25℃。

其中，步骤(1)中，所述的超声溶解，超声时间为将第一混合液中的固体溶解完全为止。

其中，步骤(1)中，所述的玻璃平板，规格为直径9cm。

其中，步骤(1)中，自然晾干后将聚氨酯塑料薄膜切割成1cm×1cm的方块作为降解底物。