超临界流体技术解聚废弃PET的研究

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本文介绍了超临界流体的基本性质及其在废旧塑料化学循环回收中的应用,综述了废旧PET聚酯化学循环利用领域的研究现状以及目前国内外开发的主要化学解聚方法,包括水解法、甲醇解聚法、乙二醇解聚法等。 对废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在超临界甲醇介质中的解聚反应,在温度240℃~350℃,压力8.0MPa~15.0MPa,反应时间15min~60min以及甲醇/PET质量比3~12的条件下进行了研究。产物用液相色谱、气相色谱、气-质联谱和红外光谱分析表明,解聚产物主要为对苯二甲酸甲酯(DMT)、乙二醇(EG)以及少量的副产物(如MHET、BHET、二聚物以及低聚物)。在实验取值范围内,研究其降解后PET解聚率和DMT收率与投料比、温度、压力及反应时间的关系,发现PET解聚率和DMT收率均随温度升高、压力增大、反应时间延长而增加。超临界甲醇中PET可以解聚至单体水平;确定了超临界甲醇中PET解聚的最佳条件:甲醇/PET质量比8,350℃,13.0MPa,反应45min。超临界甲醇醇解废弃PET的反应为一级反应,得到该反应活化能为52.32kJ/mol,与文献值55.7kJ/mol基本吻合。 此外,在温度240~350℃,压力6.0MPa~15.0MPa,反应时间15~60min以及乙醇/PET质量比3~15的条件下,对超临界乙醇醇解废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯进行实验研究。产物用气相色谱、气-质联谱和红外光谱分析表明,超临界乙醇醇解废弃PET的解聚产物主要为对苯二甲酸二乙醇酯,其次为少量的对苯甲酸甲酯、1,1-二乙氧基乙烷以及乙二醇等;PET解聚率和主产物(对苯二甲酸二乙醇酯)收率随反应温度、压力和反应时间的增大而增大;乙醇对PET降解的最佳条件为乙醇/PET质量比8,350℃,12.0MPa,反应60min。
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