Page 32 - 201812
P. 32

·2000·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 35 卷

                                                       [3]
            学方法。化学回收 PET 包括水解、氨解、醇解等 ，                         （HCFC-141B），工业级，济宁华凯树脂有限公司；
            催化醇解因反应条件温和、最具工业应用价值是研                             有机硅油，工业级，深圳市科晟达贸易有限公司；
            究较多的方法。化学方法是将 PET 通过化学反应解                          辛酸亚锡，AR，阿拉丁试剂有限公司；异氰酸酯
            聚为低聚物聚酯多元醇以及对苯二甲酸乙二醇酯单                             （PAPI），工业级，烟台万华化学有限公司。
                                                        [4]
            体（BHET）等重要的化工原料，再次应用在聚氨酯 、                             NDJ-5S 型数字旋转黏度计，天津市顺诺仪器科
                                [6]
                     [5]
            聚酯树脂 、聚酯清漆 等高分子材料领域。迄今为                            技有限公司；XY-DRH-II 型导热系数测量仪，北京
            止已有很多针对 PET 醇解过程中催化剂以及醇解剂                          恒奥德仪器仪表有限公司。
                          [7]
            的研究，Rubén 等对碳酸钠对 PET 醇解动力学进                        1.2   实验方法
                             [8]
            行了研究，Saurabh 等采用微波法醇解 PET 制备聚                      1.2.1   聚酯多元醇的制备
                             [9]
            酯多元醇，刘润清 等用响应面法优化 Fe 2 O 3 /NiO                        称取一定量的 PET 碎片（1 cm×1 cm），加入带
            催化 PET 醇解。目前，研究工作大多注重反应条件                          有温度计和搅拌器的反应釜中，分别称取质量分数
                                                               80%、90%、100%、110%、150%、200%（占塑料
            对 PET 转化率或反应产率的影响，而对醇解产物性
                                                               片质量，下同）的二甘醇、1,2-丙二醇作为醇解剂，
            能指标及后续加工产物性能的影响研究相对较少。
                                                               再分别称取质量分数 0.2%~0.7%的醋酸锌、三氧化
                 PET 醇解得到的聚酯多元醇的性能一般用羟
                                                               二锑作为催化剂，加入反应釜中，搅拌加热，温度
            值、酸值以及黏度指标评价，其羟值越高酸值越低
                                                               达到醇解沸点回流，反应 2、2.5、3、3.5、4 h，反
            制备的硬质聚氨酯保温泡沫材料性能越好，黏度越
                                                               应结束后冷却至 70 ℃左右出料，得到均匀黏稠的醇
            低其互溶性也越好。因此，醇解过程要尽可能在提
                                                               解聚酯多元醇。
            高产物羟值的同时保证酸值和黏度较低。在催化
                                                               1.2.2   硬质聚氨酯泡沫的制备
            PET 化学解聚过程中，常用的催化剂有过渡金属盐
                                                                   加入上述制得的 100 g 聚酯多元醇，按顺序加
            和金属氧化物，过渡金属盐催化活性高，金属氧化                             入 21 g 一氟二氯乙烷（HCFC-141B）为发泡剂、2 g
            物较环保便于分离         [10-12] 。此外，醇的沸点以及黏度
                                                               有机硅油为匀泡剂、0.45 g 辛酸亚锡为催化剂和 115 g
            也会对解聚过程和产物产生影响，多元醇反应操作                             的异氰酸酯（PAPI），混合后快速搅拌，等待其自由
            简单，在常压下即可进行，反应速率快，成本低                    [13-14] 。
                                                               发泡，反应结束后，将泡沫于烘箱中熟化 15 h，制
            本文针对硬质聚氨酯泡沫材料对原料聚酯多元醇性
                                                               得硬质聚氨酯泡沫材料。
            能指标的要求，采用一步法催化醇解工艺解聚 PET
                                                               1.3   聚酯多元醇的性能检测
            得到聚酯多元醇，分别采用乙酸锌〔Zn(CH 3 COO) 2 〕
                                                               1.3.1   羟值检测
            和三氧化二锑（Sb 2 O 3 ）为催化剂，二甘醇（DEG）
                                                                   羟值定义为与每克试样中羟基含量相当的氢氧
            和 1,2-丙二醇（PG）为醇解剂，通过对聚酯多元醇
                                                               化钾毫克数，采用行业通用的根据 HG/T2709                 [16] 聚
            的酸值、羟值及黏度等性能的分析，探讨醇解工艺
                                                               酯多元醇中羟值的测定方法改进的乙酸酐-高氯酸-
            条件对醇解产物性能的影响。利用单因素实验确定
                                                               乙酸乙酯催化酰化法，进行标准滴定测量聚酯多元
            催化剂和多元醇，筛选催化剂用量、醇解剂用量、
                                                               醇的羟值。
            解聚时间为主要因素，进行三因素三水平的响应面                             1.3.2   酸值检测
            分析，找出 PET 最优解聚工艺条件              [15] ，为制备聚氨
                                                                   酸值定义为中和 1 g 试样中酸性物质所需氢氧
            酯保温材料提供价廉、性能优良的原料。                                                                    [17]
                                                               化钾毫克数，根据行业标准 HG/T2708                聚酯多元
                                                               醇中酸值的测定方法中规定的方法，进行标准滴定
            1   实验部分
                                                               液滴定法检测聚酯多元醇的酸值。
            1.1   试剂与仪器                                        1.3.3   黏度检测
                 废旧塑料片（PET），矿泉水瓶；二甘醇，工业                            利用 NDJ-5S 数显旋转黏度计，测量聚酯多元
            级，青岛优索化学试剂有限公司；1,2-丙二醇，AR,                         醇在室温条件下的黏度范围。
            天津凯信化学工业有限公司；乙酸锌，AR,莱阳市双                           2   结果与讨论
            双化工有限公司；三氧化二锑，AR,天津凯通化学试
            剂有限公司；吡啶，AR,上海中秦化学试剂有限公司；                          2.1   聚酯多元醇性能分析
            乙酸酐，AR,天津富宇精细化工有限公司；高氯酸，                           2.1.1   催化剂对聚酯多元醇性能的影响
            AR,北京试剂厂；乙酸乙酯，AR，东莞市乔科化学                               以质量分数 90%（占 PET 质量）的 DEG 为醇
            有限公司；氢氧化钾，AR,  莱阳双双化工有限公司；                         解剂，控制反应时间为 3 h，选用不同的催化剂，按
            无水乙醇，AR,  天津富宇精细化工有限公司；甲苯，                         1.2 中的方法降解 PET，分别测定醇解产物聚酯多元
            AR,国药集团化学试剂有限公司；一氟二氯乙烷                             醇羟值、酸值、黏度。不同用量的 Zn(CH 3 COO) 2 和
   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37