【摘 要】研究了废弃聚酯瓶（碎片）与乙二醇醇解过程中醇解条件对醇解度和醇解产物羟值的影响。在196℃时，催化剂醋酸锌用量为PET质量的1%，醇解 2 ～ 2.5 h，聚酯醇解较完全。

　　【关键词】废弃；聚酯瓶；醇解；条件

　　聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET） 材料具有高强度、透明、无毒无害等特点。在聚酯的生产、加工和使用过程中，聚酯薄膜废料、废聚酯瓶等也占有相当的数量。因此每年将大量的聚酯废料产生。这些废料虽然其本身无毒无害，但大量的PET 废料排放到环境中难以自然降解，如随便丢弃，既带来经济损失，也造成了严重的环境污染。然而，如能将这些废料回收成有用的聚酯材料，不仅可以变废为宝，而且利国利民。因此，聚酯废料的再生和回收利用已引起国内外的高度重视。

　　废弃聚酯瓶的回收技术分为物理回收技术和化学回收技术[1]，化学回收技术包括直接生产纤维的回收技术、转变成生产聚酯树脂原料的回收技术、直接生产各种精细化工产品的回收技术，其中转变成生产聚酯树脂原料的回收技术的经济效益较高。用二元醇（如乙二醇、丙二醇）醇解，制备不饱和聚酯和聚氨酯的中间体的方法已成为热门研究领域

　　本文采用乙二醇醇解法对回收的废弃聚酯瓶进行化学解聚，研究包含醇解温度、醇解时间、催化剂用量等醇解工艺。

　　l.实验部分

　　1.1原料设备

　　废聚酯（PET）瓶为废弃的农夫山泉纯净水瓶；乙二醇、醋酸锌、醋酐、乙酸乙酯、高氯酸、氢氧化钾、甲醇均为分析纯；反应器为配有装有温度计、电动搅拌器、氮气导入管和冷凝器的圆底四颈瓶反应器；电加热套。

　　1.2原料处理

　　将废PFT饮料瓶粉碎，丙酮脱油清洗，分离标签等异物，干燥，剪切成1～3 mm的碎片，干燥储存，备用。

　　1.3实验步骤

　　按一定物料配比将废聚酯（PET）片、乙二醇（EG）、醋酸锌加入圆底四颈瓶中，接上冷凝管，搅拌器，温度计，通氮气，用电热套加热，回流，在一定温度下进行反应。待固相完全消失后，氮气保护降温，滤去残留的不溶性杂质，得废PET最终醇解液。

　　反应结束后，将产物倒入冷却水中，放置于冰箱，低温下冷藏24小时，经过滤，洗涤，真空干燥，即得待分析的醇解产品。

　　1.4测试与表征

　　废弃聚酯醇解产物采用醋酐-高氯酸-乙酸乙酯常温法测定产物羟值[2]。

　　2.结果与讨论

　　为探索理想的醇解工艺，需要考虑诸多醇解反应的影响因素。以下将从反应时间、反应温度和催化剂这3个条件来详细论述。

　　2.1醇解温度对醇解反应的影响

　　一定物料比的废弃聚酯片和乙二醇反应，加入1%（质量比）醋酸锌反应。在反应过程中，动态监测温度―醇解度的关系变化，结果如图1所示。

　　图1 醇解温度对醇解度的影响

　　由图1可知，温度低于120℃时，近乎不发生醇解反应；温度高于120℃时，随着温度的升高，醇解率逐渐增大；当温度超过160℃后，反应速度加快，醇解率提高明显。当温度达到190℃时，醇解率达到94%。此后，醇解速度趋于恒定，无明显变化，当温度达到EG的沸点196℃时，醇解率达到94.2%。在不同反应温度条件下制备的产物颜色也不相同，从表1可知，在190～200℃温度区间制备的醇解产物综合性能良好；高于200℃反应温度所制备的醇解产物色泽较深，有严重的副反应发生。同时，反应温度若高于乙二醇的沸点196℃，会使乙二醇的挥发加剧，冷凝困难，难以回收乙二醇，并会对反应进程造成影响。所以，反应温度应为196℃。

　　表1温度对醇解产物色泽的影响

　　醇解温度℃ 180～190 190～200 200～210 210～220

　　醇解产物颜色 乳白色 白色 黄色 褐色

　　2.2反应时间对醇解反应的影响

　　一定物料比的废弃聚酯片和乙二醇反应，加入1%（质量比）醋酸锌反应，反应温度为196℃。在反应过程中，动态监测反应时间―醇解度的关系变化，结果如图2所示。同时，观察羟值―反应时间的变化关系，结果如图3所示。

　　图2 反应时间对醇解度的影响

　　由图2可知，反应初期，醇解反应较激烈，醇解率随时间快速增长。在反应2h时醇解率达到94%，反应进行2.5h之后，醇解率趋于没有变化，达到98%的醇解率后，反应速度变慢。

　　图3 反应时间与羟值关系

　　由图3可知，随着醇解反应时间的增长，所得醇解产物的羟值在逐渐增大，在0.5h～2h区间，羟值由290 mg/g 增大到380mg/g，醇解反应平稳、高速进行。此后，再延长醇解时间 ，羟值并不继续增大。但醇解时间超过2.5h后羟值却有下降趋势，这可能是由于随着时间的延长，醇解产物又发生聚合、生成二聚三聚小分子副产物的缘故。分析结果表明，最佳的反应时间在2～2.5 h。

　　2.3催化剂浓度对醇解反应的影响

　　一定物料比的废弃聚酯片和乙二醇反应，应时间为2 h，反应温度为196℃，加入不同质量分数的醋酸锌，分析催化剂质量分数对醇解反应的影响，结果如图4所示。

　　图4 催化剂浓度对醇解度的影响

　　由图4可知，当催化剂质量分数为0.2%时，反应系统的醇解率为37%，催化剂的质量分数为1%时，醇解度达到极值95.5%。选取1.5%、2%催化剂质量分数做对比试验，二者的醇解度与95.5%差别较小，催化作用增强不明显。所以，选取1%为最佳催化剂质量分数。

　　3.结论

　　废弃聚酯瓶（片）的实验室醇解工艺条件为：反应温度196℃、催化剂醋酸锌的质量分数1%，反应时间2h～2.5h。同时，在反应的过程中还应该考虑废弃聚酯片的大小对醇解效果的影响。

　　参考文献：

　　[1]邰玉蕾，赵亚娟，马希晨，宋辉.废弃聚酯瓶片的回收新技术[J].塑料科技，2004（4） ：61-64.

　　[2]郭金枝.废聚酯醇翩产物羟值昀分析方法[J].新乡教育学院学报，2004，17（4）：125-127.

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