李 蕾，高志豪，魏金星

(徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 化學工程學院，江蘇 徐州 221000)

聚酯主要指的是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，是由對苯二甲酸與乙二醇發(fā)生聚合反應得到的高分子物質(zhì)，因其優(yōu)良的性能被廣泛應用于合成纖維、食品包裝、薄膜制品等方面。隨著科技的發(fā)展和生活水平的提高，我國每年產(chǎn)生的聚酯廢料高達4000kt，這些難以被自然降解的廢聚酯勢必會帶來嚴重的經(jīng)濟損失和環(huán)境污染問題。若將其進行有效的回收利用變廢為寶，將大大解決這個問題，還能創(chuàng)造新的價值，實現(xiàn)循環(huán)使用。

目前廢聚酯的回收技術的研究已經(jīng)是解決聚酯工業(yè)發(fā)展的重要課題，并已廣泛應用于國民生產(chǎn)中，帶來極大的經(jīng)濟和社會效益，本文將對廢聚酯的主要回收技術進行闡述。

1 廢聚酯回收的來源

廢聚酯的來源主要有兩個：(1)聚酯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料，如滌綸拉絲廢布廢絲、聚酯薄膜廢料、聚酯廢絲等。每年會有幾十萬噸的廢料產(chǎn)生，但在每年產(chǎn)生的廢聚酯總量中只占一小部分；(2)利用聚酯生產(chǎn)的服裝、聚酯瓶、聚酯薄膜，最終都會被廢棄，這部分占的比例遠遠大于生產(chǎn)中的廢料[1]。

各種不同來源的廢聚酯中都會含有一定的雜質(zhì)，有部分雜質(zhì)是附著上的污染物，經(jīng)過簡單的洗滌分離即可除去；有的雜質(zhì)則是在生產(chǎn)聚酯成品時加進去的用于改性的物質(zhì)，這部分雜質(zhì)在回收過程中往往會繼續(xù)存在于產(chǎn)品中，若要除去就要采取一些特殊辦法，比如染色劑；另外在廢聚酯回收過程中也可能會產(chǎn)生雜質(zhì)，如乙醛、酸性物質(zhì)、水等。

2 廢聚酯回收方式

2.1 物理回收

物理回收主要是用機械的相對較簡單的沒有明顯化學反應的方法，將廢聚酯主要通過粉碎、干燥、熔融、凝聚、造粒等過程重新加工成可用的形態(tài)。物理回收相對成本較低，但是在機械加工過程中會降低聚酯的相對分子量，降低黏度，造成經(jīng)物理回收制成的PET產(chǎn)品很難再重復使用。所以廢聚酯的物理回收是有一定的局限性的。

2.2 化學回收

化學回收主要在催化劑的作用下通過化學反應(解聚、酯化、酯交換等)將廢聚酯制備成另一種有用的產(chǎn)品，例如廢聚酯經(jīng)過化學作用可以用來制備熱熔膠、增塑劑、偶氮分散染料、油漆、涂料等等。其中涉及到的主要化學過程分別為：

(1)解聚：將大分子的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)在適宜的反應條件下(溫度、催化劑、原料配比、反應時間等)進行解聚，產(chǎn)生大量的PET的單體(對苯二甲酸、乙二醇)、二聚體或多聚體等。解聚會將廢聚酯的分子量降低，反應條件不同，解聚的程度就不同，就會影響到最終的解聚產(chǎn)物的組成。

(2)酯化：不管產(chǎn)生什么成分和組成的解聚產(chǎn)物，都有活潑的反應基團，如羧基、羥基等，而且多為二元的，另外在解聚過程中還可能會有目的性的加入一些醇、松香等物質(zhì)，那么這些物質(zhì)在一定的條件下就會發(fā)生酯化反應生成新的酯。

(3)酯交換：酯化過程生成的酯之間，與生成的羧酸、醇或者新加入的醇之間，在一定的條件下會發(fā)生重新組合，生成新的酯和一個新醇或酸。

那么在對廢聚酯進行化學回收時，就要根據(jù)需求讓反應終止在某一步，如回收的目的就是為了得到PET單體，或者目的是為了生成一種新的酯，那就應該通過控制反應條件、設置生產(chǎn)工藝讓反應得以實現(xiàn)。如用廢聚酯制備增塑劑DOTP(對苯二甲酸二異辛酯)，生產(chǎn)的新酯DOTP比PET更加穩(wěn)定，或者在反應過程中能夠?qū)⑸傻男迈ゲ粩嗾舫?，反應才能夠順利進行。另外，催化劑的選擇在加速化學反應速率，提高反應選擇性上也起著很重要的作用。

3 廢聚酯解聚技術

PET化學解聚的目的是獲得單體TPA(對苯二甲酸)和EG(乙二醇)，這是PET聚合的逆反應，要求分解率和回收率盡可能的高，解聚速度快。解聚的方法主要有水解、醇解、酸解、堿解，其中醇解又有甲醇醇解、乙二醇醇解等。單純的酸解、堿解、甲醇醇解等因排廢量大、不能實現(xiàn)兩種單體同時回收、解聚溫度高、解聚不完全、反應時間長等問題，造成應用受限。

3.1 醇堿聯(lián)合解聚

江濤[2]等人提出的醇堿聯(lián)合解聚，即選擇乙二醇、路易斯堿(碳酸氫鈉)為復合解聚介質(zhì)，在催化劑氧化鋅的作用下，可以實現(xiàn)常壓、溫度不超過180℃、30min內(nèi)快速解聚，分解率達到99%以上，回收率為98%和96%。

3.2 微波解聚

同傳統(tǒng)的加熱方式相比，微波輻射能夠縮短反應時間、提高反應收率、減少副反應等優(yōu)點。陸大東[3]等人將一定配比的物料(礦泉水瓶碎片、碳酸氫鈉、乙二醇、氧化鋅)，放入微波爐中，利用微波輻射加熱，反應20min，得到白色稠漿狀的產(chǎn)品，經(jīng)洗滌脫色酸化抽濾等處理后，得到對苯二甲酸粗品，減壓蒸餾回收乙二醇。

3.3 超臨界流體解聚

利用超臨界流體特殊的理化性質(zhì)，將廢聚酯在超臨界介質(zhì)中解聚可以降低解聚溫度、提高轉(zhuǎn)化率和選擇性、簡化后續(xù)分離過程等優(yōu)點。Ghaemy M[4]等采用超臨界甲醇對廢聚酯解聚，溫度為270～350℃，壓力為8～10MPa，反應30min，聚酯解聚完全，對苯二甲酸二甲酯收率為100%，同時可回收甲醇和乙二醇。

3.4 離子液體催化醇解

離子液體具有溶解性能好、催化活性好、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，作為反應的溶劑和催化劑應用于化學研究的很多領域。聚酯乙二醇降解的催化劑通常選用醋酸鹽，這類催化劑活性和選擇性都不是太理想，尋找新的催化劑來促進廢聚酯的降解是一項有意義的課題。有學者研究了功能性離子液體催化劑在廢聚酯乙二醇解聚過程中的應用及機理，使醇解反應能夠在較溫和的條件下進行，且催化劑易分離回收。如堿性離子液體(3-氨基-丙基)-三丁基鏻甘氨酸、(3-氨基-丙基)-三丁基鏻丙氨酸，中性離子液體 1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑溴化物以及酸性離子液體 1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氫、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽等[5]，不同的離子液體的效果有所差異。

4 結(jié)論

作為廢聚酯回收的有效的方法--醇解法，不僅可以解決廢聚酯的環(huán)境污染和資源浪費的問題，還能獲得合成聚酯的原料或進一步酯化得到其他產(chǎn)品，研究人員在醇解介質(zhì)、加熱方式、催化劑等方面做的研究都將會對醇解工藝的改進起到積極的作用。