近临界水聚碳酸酯催化解聚研究

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介绍了超(近)临界水的基本性质及其在聚合物回收中的应用,重点综述了聚碳酸酯回收循环利用现状和国内外关于聚碳酸酯在超临界介质中解聚研究的进展。在此基础上开展近临界水催化解聚聚碳酸酯的研究,采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、气相色谱(GC)、气-质联谱(GC-MS)对解聚产物进行定性定量分析,考察反应条件对目标产物双酚A、苯酚产率的影响。在50-700℃范围内对聚碳酸酯进行裂解并采用GC-MS分析,确定裂解产物主要为二氧化碳、苯酚、对甲基苯酚、对异丙苯基苯酚、双酚A等。在温度280-320℃、反应时间15-60min、投料比5.0-10.0、乙醇共溶剂浓度0-30%条件下对聚碳酸酯在近临界水中的解聚反应进行了研究。结果表明:解聚产物种类繁多;在低聚物分解完全时,主产物双酚A产率随着反应温度升高、反应时间的延长而降低,共溶剂浓度存在最佳值。在反应温度为300℃、反应时间为15min、投料比为8.0、乙醇共溶剂浓度为20%条件下双酚A产率达到最大。以氢氧化钠为催化剂,在温度180-240℃、时间5-60min、投料比5.0-10.0、乙醇共溶剂浓度0-30%、催化剂用量0.6-1.8g╱(160ml)条件下进行聚碳酸酯颗粒催化解聚实验研究,解聚产物主要为苯酚、均四甲苯、双酚A。实验结果表明,解聚条件控制在反应温度200℃、反应时间5min、投料比8.0、共溶剂浓度0%、催化剂用量1.4g╱160ml时,双酚A达到最大回收率76.5%。通过对PC解聚产物的分析,确定PC在近临界水中的解聚反应以水解反应为主,同时伴随着链随机断裂产生自由基,以及自由基、解聚产物相互聚合等副反应。控制共溶剂乙醇的浓度可提高解聚反应的选择性,促进水解反应的进行,提高目标产物双酚A产率。
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