聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚碳酸酯(PC)作為包裝、汽車等領域的核心材料,其綠色回收技術開發已成為研究熱點。雖然廢棄PET/PC通過化學解聚制備單體和高值化學品的技術已獲突破,但現有工藝對含復雜添加劑的廢棄高分子材料仍缺乏有效的處理方案。這些與基體樹脂共存的添加劑(軟化劑、阻燃劑、著色劑等)不僅影響解聚反應效率,更會污染再生單體產物,導致材料循環受阻。當前研究多聚焦純樹脂高分子降解,往往忽視添加劑轉化難題,因此,開發能同步處理高分子樹脂與添加劑的協同解聚技術,實現全組分資源化利用,是突破塑料化學回收瓶頸的關鍵路徑。
近日,四川大學張帆教授和張剛研究員團隊合作,創新開發了一種廢棄PC與PET的協同回收與升級轉化技術,成功制備出高性能透明工程塑料聚芳酯(PAR)。研究首先采用[TBDH]Ac離子液體催化劑體系,在相對溫和條件下通過甲醇解反應,將各類廢舊PC塑料和PET塑料/織物轉化為純度98%的雙酚A(BPA)和99%的對苯二甲酸二甲酯(DMT)。與傳統的通過額外純化工藝來制備高純度單體以進行再聚合的方法不同,本研究進一步開發出兩階段可控變溫界面聚合技術,將回收的單體直接制備再生PAR(r-PAR),最大程度地減少了殘留雜質對再聚合的不利影響。與商用PAR產品(U-100)相比,r-PAR具有出色的熱穩定性、較高的機械強度和更好的熔體流動性。
該回收技術支持規模放大,可用于制備具有優異透明度、柔韌性、透光性和阻燃性的PAR薄膜材料。生命周期評估證實,新工藝相對于目前傳統的廢棄高分子處理方法,可顯著降低全球升溫潛能值(至少降低26%)以及淡水生態毒性和人體毒性方面的環境影響。這項研究極大簡化了廢棄PET和PC的化學循環和升級回收過程,從而降低了能耗并實現了利用廢棄商品聚合物大規模工業化生產高性能特種工程塑料。
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