【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物回收，具体涉及一种废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法及再生聚合物。
技术介绍
1、通用塑料因其自身所具备的耐化学性、高强度、重量轻、制备成本低等优良特性，市场规模快速增长。然而，塑料制品的大量生产和过度使用导致了塑料垃圾的大规模产生，塑料污染问题日益严峻。中国作为世界上最大的塑料生产国和消费国之一，近年来大力推动绿色低碳和循环经济，对废弃塑料回收有迫切的需求。目前，聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺均广泛存在于混合废塑料中，是目前塑料回收的重点。其中，聚酯，主要是由二元酸和二元醇缩聚而成的热塑性高分子化合物，以聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)为代表，是世界上应用量最大，用途最广的高分子材料之一；聚碳酸酯作为一种多功能工程聚合物，其制品废弃时主要通过填埋或焚烧处理，被认为是高度污染材料；聚酰胺又称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂的总称，聚酰胺最初用作制备纤维的原料，后来由于其具有强韧、耐磨、自润滑、使用温度范围宽等特性，成为目前工业中应用广泛的一种工程塑料。
2、迄今，废弃塑料的回收再利用方法主要有物理回收法和化学转化法，具体而言：(1)物理回收法涉及通过破碎、洗涤、分选、称重等物理手段对废旧塑料进行处理，然后再加工成可用材料，其存在再生产品性能降级、回收效率低、回收成本高等局限性；(2)化学回收法，利用化学转化(包括醇解法、酚解法、水解法、酸解法、氨解法等方式)将废弃的聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺转化成单体或低聚体产物后重新利用。例如，cn114773197a公开了一种pet混合塑料回收利用的方法，
3、相比而言，将废旧塑料解聚成低聚体具有更高的利用率。例如，cn116003767a公开了一种废旧聚碳酸酯回收制备再生聚碳酸酯的方法，其首先使用苯酚将废旧聚碳酸酯解聚成为低分子量聚碳酸酯短链，随后在高温下通过其与双酚a、碳酸二苯酯聚合重新得到新的聚碳酸酯材料。又如，cn115850794a公开了一种废旧尼龙回收利用方法，将废旧尼龙通过含醚氧键结构的小分子酸进行解聚，得到端羧基低聚尼龙链段然后与聚醚组分继续进行反应制备聚醚-聚酰胺弹性体。然而，由于废旧聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺中一般含有各种其他塑料成分和杂质，常规的解聚成低聚体的方法仅适用于单一类型塑料或需要预先对混合废弃塑料进行人工分拣，无法应对混合塑料情况下的分离问题。同时，上述废旧聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺的化学回收需要分别采用不同类型的解聚剂进行，无法采用通用性的方法进行处理。
4、为了解决这些问题，当前亟需开发一种低成本的通用性回收废弃塑料的方法，其能够不经过分拣，直接从废弃混合塑料中回收聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，该方法能够不经过分拣，可直接从废弃混合塑料中回收聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺，且制备的再生聚酯、再生聚碳酸酯或再生聚酰胺具备可调控的机械性能和生物降解性能。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，包括以下步骤：
3、s1、常压下，废弃混合塑料中的反应物与反应单体在催化剂的作用下进行反应，获得第一前驱物；
4、s2、对步骤s1获得的第一前驱物进行溶解、分离、去除杂质，获得第二前驱物；
5、s3、将第二前驱物在150-300℃、绝对压力1-1000pa下，在催化剂的作用下进行反应0.5-48h，得到反应单体和再生的聚合物；
6、所述废弃混合塑料中的反应物为聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺中的一种。
7、需要说明的是，本专利技术提供的制备再生聚合物的方法中步骤s1中的反应和步骤s3中的反应互为可逆反应，在本专利技术中，将步骤s1中的反应定为正反应，步骤s3中的反应定为逆反应，在减压和温度升高时，步骤s3中的反应是向着逆反应的方向进行，在步骤s3中，这个压力是从标准大气压(101.325kpa)逐渐降低的，优选为降低到100pa-10 pa，从而反应进行的更彻底，得到高分子量的再生聚合物。
8、在本专利技术中，废弃混合塑料中的反应物(聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺)在催化剂作用下可选择性地与反应单体进行可逆反应，其他类型的塑料或杂质则保持化学惰性，不与反应单体进行反应，此过程将反应单体的单元插入到聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺的分子链中，获得易溶性第一前驱物。第一前驱物为低聚体，在常温下易溶于常规的低成本溶剂，然后第一前驱物在溶剂、吸附剂、沉淀剂的作用下进行过滤、纯化，去除其他塑料和杂质，获得第二前驱物，然后第二前驱物在高温、减压条件下，通过可逆反应的逆反应过程脱除第二前驱物中的反应单体并回收，继续进行聚合反应获得本专利技术的再生聚酯、再生聚碳酸酯或再生聚酰胺，从而实现了不经过分拣，就可以直接从废弃混合塑料中回收聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺的目的。
9、在本专利技术，步骤s3中得到的反应单体会随着反应程度增加而增加。同时，由于反应单体改变了聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺分子链的结构，使其再生聚合物的机械性能和热性能发生改变，且较高比例的反应单体可使得再生产物更容易在生物(酶)等作用下发生水解过程，从而具备生物降解特性。因此，在本专利技术中可以根据再生产品使用目的的不同，通过控制步骤s3反应的条件可选择性调控最终再生聚酯、再生聚碳酸酯或再生聚酰胺的机械性能和生物降解性能等性质。
10、进一步地，所述s1中的反应单体包括五元或六元环酯、环硫酯、环碳酸酯、环酸酐、环内酰胺中的至少一种，所述五元或六元环酯、环硫酯的结构如下式(i)-(iii)：
11、
12、所述环碳酸酯的结构如式下(iv)和式(v)：
13、
14、所述环酸酐的结构如下式(vi)和式(ⅶ)：
15、
16、所述环内酰胺的结构如下式(ⅷ)和式(ⅸ)：
17、
18、其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13、r14、r15、r16、r17、r18、r19、r20、r21、r22、r23、r24、r25及r26彼此相互独立，且均为氢或烷基。
19、需要说明的是，本专利技术中r1-r26为烷基时，烷基中的碳原子个数无特殊限制，优选的，所述烷基的碳原子个数小于等于10。
20、在本专利技术中，由于五元和六元环分子的环张力较小，更容易在步骤s3中完成关环反应，从而在逆反应中脱除出反应体系，有利于形成再生聚酯、再生聚碳酸酯或再生聚酰胺。
21、在本专利技术中，所述步骤s1中的反应单体可以选择性地与混合塑料中的聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺进行可逆反应，其中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，所述S1中的反应单体包括五元或六元环酯、环硫酯、环碳酸酯、环酸酐、环内酰胺中的至少一种，所述五元或六元环酯、环硫酯的结构如下式(I)-(III)：
3.根据权利要求2所述的废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、聚呋喃二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇共聚酯、聚乳酸中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，所述催化剂为锡、锌、镁、锑、锰、镉的氧化物、氢氧化物、醇盐、羧酸盐、卤盐中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，所述催化剂的重量占所述废弃混合塑料中反应物总重量的0.05-1％。
6.根据权利要求1所述的废弃混合塑料中回收制备再
7.根据权利要求1所述的废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，所述步骤S1中进行反应的温度为100-250℃，时间为0.5-48h。
8.根据权利要求1所述的废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，所述步骤S2的具体过程为：将步骤S1获得的第一前驱物用溶剂溶解，过滤除去部分未反应、不溶性的塑料，然后通过硅胶吸附去除色素和杂质，再加入沉淀剂，出现沉淀，去除沉淀后，蒸干溶剂，得到第二前驱物。
9.根据权利要求8所述的废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，所述吸附剂为硅胶、活性炭、氧化铝、分子筛中的至少一种。
10.一种权利要求1-9任一项所述的废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法制备得到的再生聚合物，其特征在于，所述再生聚合物为再生聚酯、再生聚碳酸酯或再生聚酰胺中一种。
...【技术特征摘要】
1.一种废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，所述s1中的反应单体包括五元或六元环酯、环硫酯、环碳酸酯、环酸酐、环内酰胺中的至少一种，所述五元或六元环酯、环硫酯的结构如下式(i)-(iii)：
3.根据权利要求2所述的废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、聚呋喃二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇共聚酯、聚乳酸中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，所述催化剂为锡、锌、镁、锑、锰、镉的氧化物、氢氧化物、醇盐、羧酸盐、卤盐中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的废弃混合塑料中回收制备再生聚合物的方法，其特征在于，所述催化剂的重量占所述废弃混合塑料中反应物总重量的0.05-1％。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡秋泉，谢慧林，周爱博，
申请(专利权)人：化学与精细化工广东省实验室，
类型：发明
国别省市：
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