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聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种具有广泛用途的半结晶热塑性聚酯,近年来随着饮料工业的急速发展,饮料瓶生产消耗大量的PET,作为一次性消费品的饮料瓶用完随即被丢弃,造成了非常严重的资源浪费和环境污染。本文以废弃PET瓶片作为主要研究对象,在线红外分析作为主要研究手段,对不同醇解聚PET的反应过程进行了深入系统的研究。在线红外用于跟踪PET的解聚反应时,谱图上1271cm-1和1720cm-1处可观察到明显的表征产物分子C-O和C=O基团的红外吸收峰,两个基团吸收强度随时间表现出完全相同的变化趋势,反应前期逐步增强,反应后期渐趋稳定,表明这两个基团皆来自PET解聚过程中生成的酯类小分子产物的贡献。基于Beer-Lambert定律,体系内基团红外吸收峰强度随时间的变化规律反映基团浓度随时间的变化规律,对于PET的解聚反应而言,可以根据体系内C-O或C=O基团浓度随时间的变化表征PET解聚率随时间变化的关系。论文首先针对一元醇解聚PET反应过程,考察了醋酸锌等几种醋酸盐(乙酰丙酮盐)催化甲醇解聚PET反应的催化活性,发现醋酸盐催化剂的催化活性顺序为Zn2+>Mn2+>C02+；以醋酸锌为解聚催化剂,比较了不同一元醇解聚PET的反应过程,一元醇解聚PET的反应活性顺序为甲醇>乙醇>正丙醇>异丙醇,这是因为PET的解聚反应为亲核取代反应,PET的解聚反应速率与醇羟基的亲核活性有关,醇羟基亲核活性越强,解聚速率越快,一元醇的亲核活性主要受到分子内基团间空间位阻效应的影响。针对PET瓶片解聚反应过程,论文基于固体反应的缩粒模型,建立了描述PET瓶片解聚的动力学过程,即PET瓶片的‘缩片’模型,该模型将PET解聚分两个阶段,即反应前期(X<0.8)、PET瓶片随反应进行不断变薄,而反应面积变化并不显著；反应后期(X>0.8),瓶片逐渐溶于液相,反应面积随着反应进行不断减小。运用该模型求得的醋酸锌催化甲醇解聚PET反应的表观活化能为102.1kJ·mol-1。针对二元醇解聚PET的糖解过程,考察了醋酸锌、醋酸锰等几种醋酸盐(乙酰丙酮盐)催化不同二元醇解聚PET反应的催化活性,发现MnAc2与ZnAc2催化剂催化乙二醇解聚PET时其催化活性在不同的反应温度下出现不同的催化活性顺序,ZnAc2做催化剂时,反应前期存在“诱导期”,不同醋酸盐混合具有协同催化作用,能够消除“诱导期”,提高PET的解聚速率。论文也以ZnAC2为解聚催化剂,比较了不同二元醇解聚PET的反应过程,二元醇解聚PET的反应活性顺序为1,2-丙二醇>乙二醇>1,4-丁二醇,优化的醋酸盐催化剂的用量为PET量的1%-3%之间。论文尝试将离子液体[Bmim]Br和[Bmim]Br-ZnCl2用于催化PET糖解反应的研究,两种离子液体均表现出一定的催化该反应的活性。本文在选定的催化剂条件下,考察了反应温度和PET原料的比表面积对PET糖解反应的影响,发现升高反应温度或增大PET原料的比表面积均能大大加快PET的解聚反应速率。基于上述提出的PET瓶片解聚的‘缩片’动力学过程模型,拟合了醋酸盐催化乙二醇和丙二醇解聚PET反应过程,获得了表观活化能分别为148.8kJ·mol-1和152.4kJ·mol-1.论文也尝试采用非线性拟合的方法研究了PET糖解反应的动力学过程,将求的的动力学参数与模型法求的的参数进行了比较,两种方法求解结果具有较好的一致性,说明本文建立的‘缩片’动力学模型能够对PET的解聚反应过程进行准确的描述。论文最后分析和讨论了一元醇和二元醇解聚PET的反应活性与其分子结构的关系,醇解聚PET的反应活性与碳链上羟基的数量并不存在直接的因果关系,其反应活性主要取决于醇的空间位阻效应和电子效应。