论文部分内容阅读
离子液体作为21世纪的绿色溶剂,在常压、相对较低的温度下,将聚合物有效降解为可回收利用的单体。本文重点综述了聚碳酸酯回收循环利用现状和国内外关于离子液体体系中聚合物的解聚研究进展,在此基础上开展了离子液体体系中聚碳酸酯（PC）解聚的探索性研究。选取五种离子液体[Hmim]CF3SO3、[mim]HSO4、[BMSIM]CF3SO3、[Hmim]HSO4、[Bzmim]CF3SO3分别作为解聚反应介质,以双酚A（BPA）、碳酸二苯酯（DPC）为解聚目标产物,通过PC解聚效果的对比,筛选出一种效果较好的离子液体[Hmim]CF3SO3,进一步探讨反应条件对PC解聚率、主产物产率的影响。实验采用傅立叶红外光谱（FT-IR）、气相色谱（GC）、气-质联谱（GC-MS）、高效液相色谱（HPLC）、液-质联谱（LC-MS）对解聚产物进行定性与定量分析。在温度130-210℃、反应时间3-24h、离子液体用量4.0-20.0 g/gPC条件下对PC在[Hmim]CF3SO3中的解聚反应进行了研究。结果表明:解聚产物主要为BPA,选择性较高;主产物BPA产率随着反应温度升高、反应时间的延长而升高,若要得到较高的产率,在反应温度相对较低时,需要延长反应时间;在反应温度相对较高时,只需较短的反应时间即可。当反应温度为170℃、反应时间为18h、离子液体用量为12.0 g/gPC时,BPA产率可达84.4%。通过对PC解聚产物的分析,结合PC的链节特点,初步提出了PC在[Hmim]CF3SO3中的解聚机理。以乙二醇作为解聚反应介质,对比研究了非离子液体体系中PC解聚效果。实验结果表明,在反应温度为170℃、反应时间为15h、乙二醇用量为8.0 ml/gPC、催化剂Zn（Ac）2用量0.5%条件下PC解聚率高达98.3%,BPA产率为63.7%,低于相同反应温度下[Hmim]CF3SO3中BPA产率。通过离子液体中PC解聚效果与课题组超临界流体（水、甲醇、乙醇）解聚效果的对比,发现[Hmim]CF3SO3、超亚临界乙醇、甲醇-水共溶剂中PC均能实现有效降解,且主产物BPA产率较高,均达80%以上,但是离子液体解聚PC存在解聚产物分离困难,离子液体循环使用、离子液体解聚机理及本身“绿色性”等问题尚需进一步探讨研究。