聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种性能优良的热塑性工程塑料,它与PPO、PC、POM和PA共称为五大通用工程塑料。随着电子和汽车行业的发展,PBT的用量和废弃物逐渐增多,因此对这些废弃PBT材料进行回收处理以获得可再生资源受到了人们的关注。本文选用投料比为5.9,反应温度为360℃(1.13Tc)的条件,以体积各50%的水-甲醇作为超临界混合介质对PBT进行分解回收的研究。利用红外光谱、差示扫描量热/热重分析、气相色谱/质谱联机、液相色谱/质谱联机和高效液相色谱等分析技术对分解产物的组成和含量进行了测试。实验结果表明,分解固相产物中含有对苯二甲酸二甲酯(DMT)、对苯二甲酸(TPA)、对苯二甲酸甲基羟丁基酯(MHBT)以及具有PBT重复单元结构的聚合度较低的酯链。采用端基分析对端羧基和羧甲基的总量进行了分析,采用高效液相色谱外标法对DMT进行了定量分析,发现在反应初期,由于生成TPA的低聚物,水解反应产生端羧基的产量没有明显的提高,端基总量的提高主要依赖于醇解产生的羧甲基产量的增加。随着反应时间的延长,水解反应产生端羧基的产量开始不断提高。改变混合介质中水-甲醇的配比,发现随着水含量的增加水解生成TPA的产率有所增加,但并不是严格的线性关系。碱性催化剂的加入对反应产物TPA的产率几乎没有影响,但是会影响反应速率,加快反应的进行。在以上的实验基础上,借鉴Campanelli等人提出的动力学模型对超临界水-甲醇中PBT的分解行为进行动力学分析。在360℃,投料比为5.9的条件下,利用不同反应时间下羧甲基的产量求解反应速率常数,其值为0.12gPBTmol-1min-1,实验的标准偏差为5.28%。在该条件下,利用不同反应时间下端基的产量求解反应速率常数,其值为0.32gPBTmol-1min-1,实验的标准偏差为3.20%。在340~380℃的温度范围内求解分解反应的速率常数,根据Arrhenius方程求解反应的表观活化能,得到醇解的活化能为19.24 kJ/mol,总的分解反应的活化能为15.81 kJ/mol,均低于文献所报道的PET分解的表观活化能。