废PET的高效固态解聚

来源：Ruđer Bošković 研究所

尽管在合成聚合物化学回收方面在方法和技术上取得了重大进步，但迄今为止，科学文献中尚未描述有效的机械化学PET降解！来自克罗地亚萨格勒布 Ruđer Bošković 研究所（RBI）的 VjekoslavŠtrukil 发现，在室温和压力的环境条件下，废弃PET的具有挑战性的分解可以通过机械化学球磨或蒸汽辅助老化来实现。

这些结果发表在著名的《 ChemSusChem》杂志上，并且由于有显著的评论，该论文被评为该领域排名前5％的出版物之一，从而获得了非常重要的论文（VIP）地位。此外，编辑委员会在封面上刊登了这项研究。

塑料污染已成为复杂的环境问题之一，特别是在塑料材料的生产和需求不断增加的情况下。尽管在20世纪中期，聚合物化学的创新已经从根本上改变了我们的生活，但塑料的优异性能（如耐用性，化学稳定性，强度等）在回收这些材料时却构成了严重的问题。

据估计，到2050年，海洋中塑料废物的总重量将超过鱼类，塑料材料的年产量将超过11亿吨。

据估计，2015年全球塑料产量约为3.8亿吨，从1950年代到2015年累计产生的废物约为63亿吨。

只有9％的废物被回收利用，而制造的所有塑料中有惊人的60％被排放到环境中。就减少污染而言，合理使用塑料产品并提高消费者对废物分类和再循环的意识非常重要。然而，寻找技术解决方案和方法以更有效地处理塑料废料并将其转化为有价值的化学物质仍然对世界各地的研究人员构成了巨大的挑战。

聚对苯二甲酸乙二酯（PET）是一种合成聚酯，广泛用于生产软饮料瓶和纺织纤维。 PET是由对苯二甲酸和乙二醇的重复单元通过酯键连接在一起的热塑性材料。因此俗称聚酯，主要用于纺织工业。

酯键可以通过水解分解，将PET废料转化回其单体组分。目前PET回收的化学方法需要在高温高压下使用有机溶剂，以达到实际产量的单体衍生物的解聚。

为了探索在PET解聚过程中使用球磨的可能性，RBI物理有机化学实验室的VjekoslavŠtrukil博士在室温和压力下成功地将PET分解为单体对苯二甲酸，对苯二甲酸也是生产这种塑料的原料。

机械力化学以其高效、简便、快速、能显著减少或避免有毒有机溶剂在化学反应中的使用等优点，近年来成为化学科学中有前途的领域之一。

“尽管国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将机械力化学以及聚合物降解为单体列为将改变世界的十大化学创新之一，但科学文献中尚未描述有效的机械力化学PET降解。”，Štrukil博士说。

在新的研究中，Štrukil博士描述了在室温和压力下，通过机械化学球磨实现的废PET固态高效碱性水解，PET转化率和单体分离率高达99%。

在潮湿环境或存在酒精蒸汽的情况下，对PET和氢氧化钠的手动混合或预研磨固体混合物进行所谓的蒸汽辅助老化，也可获得优异的产率。在酒精蒸汽中老化是PET解聚的一个更温和的途径，室温下转化率为99%。

“一些实验是在3月份封锁之前开始的，随后是一场地震。当然，这一切都放慢了速度，几乎完全停止了研究。这意味着这些结果已经完全失去了意义，我们不得不在封锁之后重新开始我们的研究。然而，这种超现实的情况带来了一些新的想法，所以当我5月份回到工作岗位时，我把研究重点放在PET塑料在不同液相（如乙腈、甲醇或乙醇）的蒸汽中在环境温度和压力下的老化上。

结果表明，机械力化学研磨和蒸汽辅助老化作为两种互补的固态技术，在更大范围内也有可能对废PET塑料和PET纺织品进行碱降解。所述方法可作为开发新的、高效的环境友好型工艺的平台，用环境中丰富的废PET代替化石燃料等不可再生资源生产对苯二甲酸。

原文链接：https://www.irb.hr/eng/News/Efficient-Solid-State-Depolymerization-of-Waste-PET

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