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离子液体催化降解废旧聚酯瓶及其产物合成PET的研究

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离子液体催化降解废旧聚酯瓶及其产物合成PET的研究

作者：廖张斌沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着包装饮用水行业的发展,废弃聚酯瓶的数量也在逐年增长。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)由于其优良的稳定性被广泛应用于食品包装领域,特别是饮用水的包装。但由于其在自然环境下难以自然降解,这不仅对环境造成了严重污染,还浪费了大量... 详细信息

随着包装饮用水行业的发展,废弃聚酯瓶的数量也在逐年增长。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)由于其优良的稳定性被广泛应用于食品包装领域,特别是饮用水的包装。但由于其在自然环境下难以自然降解,这不仅对环境造成了严重污染,还浪费了大量的自然资源。因此,如何将这些废弃的聚酯瓶降解回收并循环利用引起了学术界和各国政府的广泛关注。传统催化剂乙酸锌具有一定的环境毒性,而离子液体因为绿色环保并具备诸多优良的特性被广泛应用于催化、萃取、合成等各个领域。杂多酸催化剂也被认为是一类环境友好型催化剂,具有较高的催化活性和良好的氧化还原性。本课题通过设计离子液体与杂多酸进行结合并优化以制备出一系列的杂多酸离子液体催化剂,应用于废旧聚酯瓶的乙二醇醇解反应,以醇解率和产物对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)的收率作为考察指标,判定杂多酸离子液体降解废旧聚酯瓶的催化性能。采用离子液体催化剂催化降解产物再聚合生成PET,以产物的粘均分子量为考察指标,判定离子液体催化剂的催化性能,实现产物与催化剂的闭环使用。第一种类型是以四氯化钛和钼酸钠及氯化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体([Bmim Cl])为原料制备出的钛系Keggin型杂多酸离子液体体系。实验结果表明,采用钛作为中心杂原子和缺位杂原子的杂多酸离子液体催化效果最优,最佳反应温度为190℃,反应时间为5 h,最佳催化剂用量为0.6 Wt.%。在最佳工艺条件下反应,废旧聚酯瓶的醇解率达到100%,产物BHET收率达到84.73%,在此反应条件下催化剂循环使用6次仍具有较高的反应活性。第二种类型是以硫酸铁水合物和钼酸钠及[Bmim Cl]为原料制备的铁系Keggin型杂多酸离子液体,解决了四氯化钛制备杂多酸过程中原料易水解的问题。正交试验结果表明,采用三价铁为中心杂原子和缺位杂原子的杂多酸离子液体催化效果最优,最佳反应温度为190℃,最佳反应时间为4 h,投料比为EG:PET=6:1,催化剂用量为0.6Wt.%,此工艺条件下的废旧聚酯瓶片醇解率达到100%,BHET收率达到83.19%,并且催化剂具有良好的循环稳定性。第三种类型是首先制备出具有不同酸碱功能基团的离子液体,再与铁系Keggin型杂多酸进行离子交换制备出4种不同功能化的杂多酸离子液体,以考察酸碱性对催化性能的影响。实验结果表明,具有磺酸根的功能化杂多酸离子液体的催化效果最优,最佳反应温度为196℃,投料比为EG:PET=8:1,反应时间为3 h,催化剂用量为0.2 Wt.%。此工艺条件下的废旧聚酯瓶片醇解率达到100%,产物BHET收率达到91.92%,在此反应条件下催化剂循环使用6次仍具有较高的反应活性。将制备的杂多酸离子液体与本课题组之前报导的双酸型离子液体用于催化降解产物再合成聚对苯二甲酸乙二醇酯,实现了产物与催化剂的双闭环使用。以产物的粘均分子量为考察指标,实验结果表明,其中以具有钛中心杂原子和钛缺位杂原子的杂多酸离子液体催化剂达到最优的催化效果,最佳反应温度为285℃,催化剂用量为1.2Wt.%,此工艺条件下的PET粘均分子量达到31024,满足市售聚酯瓶的粘均分子量要求。

关键词：杂多酸离子液体聚酯瓶对苯二甲酸双羟乙酯醇解率聚合

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口服液体药用聚酯瓶易氧化物不确定度评定

上海医药 2022年第13期43卷 107-109页

作者：姚琳张芳芳上海市食品药品包装材料测试所上海201203

目的:建立药用口服液体药用聚酯瓶的易氧化物测定不确定度评定方法。方法:依据标准YBB00102002-2015测定口服药用液体聚酯瓶的易氧化物并进行不确定评定。结果:药用聚酯瓶的易氧化物合成不确定度为0.03 mL,扩展不确定度为0.06 mL,结果... 详细信息

目的:建立药用口服液体药用聚酯瓶的易氧化物测定不确定度评定方法。方法:依据标准YBB00102002-2015测定口服药用液体聚酯瓶的易氧化物并进行不确定评定。结果:药用聚酯瓶的易氧化物合成不确定度为0.03 mL,扩展不确定度为0.06 mL,结果表示为:(0.46±0.06)mL(k=2)。结论:口服液体药用聚酯瓶易氧化物测定不确定度主要来源于温度、取样面积、测量的重复性等的不确定度。

关键词：聚酯瓶易氧化物不确定度

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聚酯瓶的等离子体处理技术

工程塑料应用 2001年第9期29卷 16-17页

作者：陈中强盖述飞济南方信集团有限公司 250022

介绍等离子体处理聚酯瓶的机理及处理的方法。用等离子体处理的聚酯瓶,可大大提高对O_2、CO_2、水及紫外线的阻透性,能够满足对氧及光敏感的啤酒的包装要求。

关键词：等离子体处理聚酯瓶阻透性阻透性

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一种废旧聚酯瓶生产塑编袋、包装袋的方法

塑料包装 2022年第2期32卷 55-58页

作者：王仁龙(整理) 不详

本文介绍了一种废旧聚酯瓶生产塑编袋、包装袋的方法,涉及塑料加工技术领域,本技术采用异氰酸丙基三乙氧基硅烷对再生PET进行化学改性,制得的改性PET兼具PET、氨基甲酸酯和硅氧烷结构,从而改善再生PET的加工性能和再加工制成塑料制品的... 详细信息

本文介绍了一种废旧聚酯瓶生产塑编袋、包装袋的方法,涉及塑料加工技术领域,本技术采用异氰酸丙基三乙氧基硅烷对再生PET进行化学改性,制得的改性PET兼具PET、氨基甲酸酯和硅氧烷结构,从而改善再生PET的加工性能和再加工制成塑料制品的应用性能;并且本技术在制备的改性PET的基础上还适量添加了增强剂、抗静电剂和抗氧剂,目的是通过物理共混的方式来进一步优化再生PET的加工性能和再加工制成塑料制品的应用性能。

关键词：塑编袋聚酯瓶 PET 塑料制品

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聚酯瓶生产技术

工程塑料应用 1999年第8期27卷 21-22页

作者：宗大全朱弟雄湖北省凯乐(集团)公司荆州434300

我国塑料包装制品已达202.6万t,年递增率为12％,比纸、玻璃、金属等包装制品递增率高,在塑料包装制品中以塑料容器产量增长速度最快。目前塑料包装容器的材料品种有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)... 详细信息

我国塑料包装制品已达202.6万t,年递增率为12％,比纸、玻璃、金属等包装制品递增率高,在塑料包装制品中以塑料容器产量增长速度最快。目前塑料包装容器的材料品种有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)等。由于PET瓶符合食品包装卫生的环保要求,具有物理力学性能优良、加工方便、成本低等优点,在食品、饮料、化工、医疗、化妆品等行业包装材料中所占比例呈直线上升趋势,在全球软饮料包装市场上的比例占到各类材料的37％。

关键词：聚酯树脂塑料包装聚酯瓶

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锑催化剂在聚酯瓶中析出的分析

材料导报 2008年第S3期22卷 160-162页

作者：姜琦李文刚东华大学材料科学与工程学院

锑系化合物是聚酯工业中广泛应用的一类催化剂,但是由于本身具有的毒性对于环境产生了较大的影响。借助电感耦合等离子体(ICP)分析仪器测试发现,锑元素会从聚酯饮料瓶中迁移析出,并溶解到饮料中。应用扩散理论模型,分析了温度、pH值及... 详细信息

锑系化合物是聚酯工业中广泛应用的一类催化剂,但是由于本身具有的毒性对于环境产生了较大的影响。借助电感耦合等离子体(ICP)分析仪器测试发现,锑元素会从聚酯饮料瓶中迁移析出,并溶解到饮料中。应用扩散理论模型,分析了温度、pH值及加工工艺因素对锑析出的影响。

关键词：锑催化剂析出聚酯瓶

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聚酯瓶物理回收再生技术的新进展

合成纤维 2007年第8期36卷 35-37,46页

作者：戴训霞上海德赛化纤工程技术有限公司上海200082

概述了聚酯瓶物理回收再生过程中的分拣、破碎、清洗技术以及增链剂的应用技术,对在线检测技术、无熔造粒以及聚酯合金技术在PET回收中的应用进行了介绍。

关键词：聚酯瓶物理回收再生技术

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废旧聚酯瓶的固相缩聚增粘

塑料工业 1994年第3期22卷 8-10页

作者：韩怀芬浙江工业大学 310014

本文以废旧聚酯瓶为原料,采用固相缩聚的方法,合成了特性粘度0.7～1.2范围的高分子量PET,使回收的聚酯瓶能得以重新被利用.研究了聚合温度、聚会时间、原料颗粒度、真空度等对固相聚合速度的影响.初步探讨了固相聚合的机理和较佳的工艺... 详细信息

本文以废旧聚酯瓶为原料,采用固相缩聚的方法,合成了特性粘度0.7～1.2范围的高分子量PET,使回收的聚酯瓶能得以重新被利用.研究了聚合温度、聚会时间、原料颗粒度、真空度等对固相聚合速度的影响.初步探讨了固相聚合的机理和较佳的工艺参数,为废旧聚酯瓶的回收打下了基础.

关键词：回收固相缩聚聚酯瓶容器增粘

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聚酯瓶回收利用信息三则

乙醛醋酸化工 2000年第5期 16-17页

作者：雪明

一、聚酯瓶的化学成分再生技术日本新日本空调公司不久前推出废弃聚酯瓶的化学再生技术,值得我国业界参考。此再生技术简述如下: 先熔融回收聚酯瓶薄片.然后与超临界状态的甲醇(330℃.8.1MPa)在无催化剂下反应30分钟,分解生成物经过晶... 详细信息

一、聚酯瓶的化学成分再生技术日本新日本空调公司不久前推出废弃聚酯瓶的化学再生技术,值得我国业界参考。此再生技术简述如下: 先熔融回收聚酯瓶薄片.然后与超临界状态的甲醇(330℃.8.1MPa)在无催化剂下反应30分钟,分解生成物经过晶析、离心分离、蒸馏后.就可分离出DMT和EG等成分物质.回收率高达95%,残留的5%则成为分离精制前的中间体.可以使其再回到原来的反应中,至于回收的甲醇也可以再度当作反应原料使用。此反应有下列五大特征: 1.此系统反应速度快,提高PET分解的处理量。且反应器可以小型化。 2.因反应系统不使用催化剂,操作简单、精制操作可以简化。 3.回收所得之DMT、EG纯度高,仍可以当作PET的原料使用。

关键词：再生技术聚酯瓶化学成分超临界状态回收利用反应系统离心分离无催化剂分离精制中间体