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【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于化學循環回收,特別涉及一種單向解聚、高純度、高收率ε-cl閉環回收再利用的方法。
技術介紹
1、目前,傳統石油基一次性塑料制品廢棄后難以自然降解,給環境帶來了巨大的壓力。眾多研究人員投入到可降解塑料的研究行列,然而其高成本、高碳排、難以在任何自然環境條件下降解始終是治標不治本的難題。為了遵循可持續循環原則,期待通過化學循環的方式將塑料制品解聚成具有反應活性的小分子,小分子又能夠實現再聚合形成閉環回收的生命周期,進而,針對廢棄塑料制品的回收和污染問題提供一種新的策略,并能有效實現高值化學資源的循環回收利用,實現節能型社會模式。
2、聚己內酯(pcl)是一種具有良好生物相容性、優異形狀記憶性和加工性的無毒無害生物聚酯,在生物醫用領域,例如手術縫合線、醫用敷料等具有廣闊的前景。然而pcl往往需要通過ε-己內酯(ε-cl)開環聚合而成,而ε-cl的獲取成本高昂,致使pcl因成本高等問題無法大規模推廣使用。此外,pcl制品使用一段時間會受環境影響發生降解,當分子量低于30000g/mol后,力學性能惡化而無法繼續使用。此時若能有效控制較低分子量的pcl中鍵能較低的酯鍵發生可控斷裂,高效生成具有反應活性的ε-cl單體或者低聚物(二聚體、三聚體),既可有效回收廢棄pcl制品,避免廢棄pcl高碳排、難自然降解問題,使pcl價值最大化,又可降低ε-cl的生產成本,節約化學資源,一舉兩得的策略展現出聚己內酯能夠閉環循環回收使用的巨大潛能。
3、青島科技大學蘇家豐等人在mg(hmds)2的催化作用下,分別對mn為
4、基于此,尋求一種簡單、高效的原位催化解聚方法,快速實現100%解聚效率、高純度的ε-cl回收,同時直接利用解聚回收產物制備性能優異的再生pcl的研究意義深遠。
技術實現思路
1、為了克服上述現有技術的缺點與不足,本專利技術的首要目的在于提供一種單向解聚、高純度、高收率ε-cl閉環回收再利用的方法。
2、本專利技術方法利用加熱升溫催化原位熱裂解的方式,實現pcl的快速高效100%解聚,最終得到的產物純度高,無需進行二次提純、除水等復雜后處理即具有100%再聚合的反應活性,具有單向高效、高收率的優異性。
3、本專利技術的另一目的在于提供基于上述方法回收得到的解聚產物。
4、本專利技術的再一目的在于提供上述解聚產物在再聚合形成再生pcl中的應用。
5、本專利技術的再一目的在于提供上述一種基于上述解聚產物再聚合形成再生pcl的方法。
6、本專利技術的再一目的在于提供上述方法制備得到的再生pcl。
7、本專利技術的目的通過下述方案實現:
8、一種單向解聚、高純度、高收率ε-cl閉環回收再利用的方法,以乙酰丙酮類金屬鹽[m(acac)n]作為催化劑,通過加熱升溫輔助原位催化聚己內酯(pcl)降解的方式回收ε-己內酯單體;具體為將聚己內酯與催化劑混合后,加熱使聚己內酯解聚,得到ε-己內酯單體。
9、進一步的,所述乙酰丙酮類金屬鹽可包括乙酰丙酮鎳、乙酰丙酮鐵、乙酰丙酮鎂、乙酰丙酮鋅、乙酰丙酮銅等中的至少一種。
10、進一步的,所述催化劑的量為催化量即可,如可為pcl質量的0.001-5%;一實施例中,所述催化劑的量為pcl質量的0.125%;另一實施例中,所述催化劑的量為pcl質量的2%;再一實施例中,所述催化劑的量為pcl質量的5%。
11、本專利技術僅以微量乙酰丙酮類金屬鹽作為催化劑,即具有優異的催化活性,在用量低至聚酯質量0.125%即可實現100%的解聚效果。
12、進一步的,加熱的溫度可為180-280℃。
13、進一步的,本專利技術方法可實現pcl的100%解聚,解聚時間基于投入pcl的量進行控制即可。更進一步的,反應的時間可為0.5-5h。
14、進一步的,反應優選在體系壓力0.01-0.1mpa下進行。
15、進一步的,反應過程中,優選持續對體系進行抽真空負壓處理。
16、進一步的,所述pcl的分子量mn可為1000-100000g/mol。
17、進一步的,抽離出的小分子經冷卻收集,獲得ε-cl或者低聚物等解聚產物。
18、進一步的,冷卻的溫度可為0-15℃。
19、本專利技術方法以乙酰丙酮類金屬鹽作為催化劑,利用加熱升溫輔助催化熱裂解的方式,實現了聚己內酯100%的解聚效率。本專利技術方法可覆蓋不同分子量的pcl的解聚,均可實現優異的解聚效果,解決了現有方法存在的局限于pcl解聚收率低、易碳化,所需時間較長且回收的產物純度低,除己內酯單體外,還存在小分子酸、水和大量的低聚物等問題。
20、本專利技術還提供基于上述方法回收得到的解聚產物。本專利技術方法解聚回收得到的產物純凈,不含有小分子酸等任何雜質,無需進行二次提純、除水等復雜后處理,具有100%再聚合的反應活性,可直接用于再聚合,反應得到再生pcl。
21、本專利技術還提供上述解聚產物在再聚合形成再生pcl中的應用。本專利技術方法解聚回收得到的解聚產物具有100%再聚合的反應活性,將其直接應用于再聚合形成再生pcl,反應條件簡單,聚合快速,所得再生pcl性能優異。
22、本專利技術還提供上述一種基于上述解聚產物再聚合形成再生pcl的方法,具體包括以下步驟:將回收得到的解聚產物與催化劑混合,分段升溫聚合,得到再生pcl。
23、具體的,分段升溫聚合指先預加熱反應后,再升溫反應,得到再生pcl。
24、進一步的,預加熱的溫度可為120-160℃。預加熱反應的時間可為5-16h。
25、進一步的,升溫反應的溫度可為1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種單向解聚、高純度、高收率ε-CL閉環回收再利用的方法,其特征在于以乙酰丙酮類金屬鹽作為催化劑,通過加熱升溫輔助原位催化聚己內酯降解的方式回收ε-己內酯單體。
2.根據權利要求1所述的單向解聚、高純度、高收率ε-CL閉環回收再利用的方法,其特征在于:所述的乙酰丙酮類金屬鹽包括乙酰丙酮鎳、乙酰丙酮鐵、乙酰丙酮鎂、乙酰丙酮鋅和乙酰丙酮銅中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的單向解聚、高純度、高收率ε-CL閉環回收再利用的方法,其特征在于:催化劑的量為聚己內酯質量的0.001-5%。
4.根據權利要求1所述的單向解聚、高純度、高收率ε-CL閉環回收再利用的方法,其特征在于:所述加熱的溫度為180-280℃。
5.根據權利要求1所述的單向解聚、高純度、高收率ε-CL閉環回收再利用的方法,其特征在于:反應在體系壓力0.01-0.1MPa下進行。
6.根據權利要求1所述的單向解聚、高純度、高收率ε-CL閉環回收再利用的方法,其特征在于:所述聚己內酯的分子量Mn為1000-100000g/mol。
7.根據權利要求
8.權利要求7所述的解聚產物在再聚合形成再生PCL中的應用。
9.一種基于權利要求7所述的解聚產物再聚合形成再生PCL的方法,其特征在于具體包括以下步驟:將回收得到的解聚產物與催化劑混合,分段升溫聚合,得到再生PCL。
10.根據權利要求9所述的方法制備得到的再生PCL。
...【技術特征摘要】
1.一種單向解聚、高純度、高收率ε-cl閉環回收再利用的方法,其特征在于以乙酰丙酮類金屬鹽作為催化劑,通過加熱升溫輔助原位催化聚己內酯降解的方式回收ε-己內酯單體。
2.根據權利要求1所述的單向解聚、高純度、高收率ε-cl閉環回收再利用的方法,其特征在于:所述的乙酰丙酮類金屬鹽包括乙酰丙酮鎳、乙酰丙酮鐵、乙酰丙酮鎂、乙酰丙酮鋅和乙酰丙酮銅中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的單向解聚、高純度、高收率ε-cl閉環回收再利用的方法,其特征在于:催化劑的量為聚己內酯質量的0.001-5%。
4.根據權利要求1所述的單向解聚、高純度、高收率ε-cl閉環回收再利用的方法,其特征在于:所述加熱的溫度為180-280℃。
5.根據...
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