來源：中國合成樹脂網(wǎng) 2022-03-01 11:29:03
為了滿足創(chuàng)造強(qiáng)大的使用后塑料原料的需要，英國巴斯大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種快速化學(xué)回收工藝，在室溫下20分鐘內(nèi)就能分解聚碳酸酯。
該工藝使用一種鋅基催化劑和甲醇來完全分解商用聚碳酸酯顆粒。通過該工藝，廢物可以被轉(zhuǎn)化為雙酚A（BPA）和碳酸二甲酯（DMC）。
聚碳酸酯在建筑和工程應(yīng)用中占有重要地位。該大學(xué)可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)技術(shù)中心（CSCT）的研究小組表示，在這一過程中使用的催化劑可以用于多種商業(yè)來源的BPA-PC和混合廢料。例如，在溫度更高的情況下，還可以分解PLA和PET。
最近發(fā)表的一篇論文的第一作者Jack Payne表示，CSCT的化學(xué)回收最終實現(xiàn)了高質(zhì)量成分的回收。
收獲原生品質(zhì)樹脂
他解釋說:“反應(yīng)完成后，粗制的雙酚A很容易通過去除揮發(fā)性成分而被回收。然后，通過從水中重新結(jié)晶，再進(jìn)行干燥，就可以獲得純雙酚A。DMC應(yīng)該很容易通過揮發(fā)性成分的分餾來回收；這對于將其與溶劑2-Me-THF分離是必要的，后者的沸點相當(dāng)。”
“在這過程中分離出來的BPA和DMC都是原生質(zhì)量，因此，適合重新聚合。由于分餾是一種標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)技術(shù)，而且操作條件相當(dāng)溫和（在80到90℃之間），我預(yù)計大部分的成本都與干燥BPA以去除水分有關(guān)。”
化學(xué)回收過程的實際應(yīng)用
CSCT的下一個議題是擴(kuò)大這一技術(shù)。Payne稱，材料回收機(jī)構(gòu)（MRF）可能會采用改工藝。
Payne指出:“雖然我們已經(jīng)證明了我們的催化劑對進(jìn)料雜質(zhì)的耐受性，包括聚碳酸酯復(fù)合材料和其他塑料，但其他普遍存在的污染物（例如食物和碎屑）還沒有被調(diào)查過。我們希望MRF能夠?qū)Ω呒兌鹊倪M(jìn)料進(jìn)行分類，以保持工藝效率。然后，這種進(jìn)料最好被引導(dǎo)到一個現(xiàn)場批量反應(yīng)器。然而，我們已經(jīng)表明，在我們的反應(yīng)條件下，PET仍然沒有反應(yīng)。因此，有可能有一個聚碳酸酯和PET的輸入原料。反應(yīng)結(jié)束后，未反應(yīng)的PET可以被過濾、干燥，并輸送到其他地方。”
那么，這個過程可以被擴(kuò)大到什么程度呢?
Payne說:“為了經(jīng)濟(jì)上可行，化學(xué)回收工廠通常每年需要5萬到10萬噸的進(jìn)料，因此我們預(yù)計我們的流程將具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。然而，這依賴于獲得穩(wěn)定可靠的聚碳酸酯垃圾來源以及足夠的收集和分類基礎(chǔ)設(shè)施——這些都需要在地區(qū)和國家層面上進(jìn)行大量的資本投資。”
Payne補(bǔ)充說，通過vis-à-vis機(jī)械回收來評估CSCT的化學(xué)回收過程的成本效益，需要進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（TEA）和生命周期分析（LCA）。
可轉(zhuǎn)移性是研究人員考慮的關(guān)鍵因素
“在所有階段，我們都意識到從實驗室到工業(yè)的可轉(zhuǎn)移性，”他解釋說，“在催化劑設(shè)計方面，我們選擇了一種廉價而豐富的金屬（鋅）與簡單可伸縮的配體相結(jié)合，以降低制造催化劑的成本。我們期望這一點，加上環(huán)境條件下降低的能源強(qiáng)度，使這一過程在經(jīng)濟(jì)上與機(jī)械回收競爭。”
“此外，如果與機(jī)械回收相比，TEA的初始前期成本更高，那么我們的方法能夠在塑料經(jīng)濟(jì)中長期保留材料價值，所以在償還期之后，它可能更具經(jīng)濟(jì)吸引力。”
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