含聚乳酸废弃物的醇解分离工艺及机理探讨

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本文主要研究了有色聚乳酸PLA的醇解回收工艺,含PLA混合废弃物的醇解分离方法,初步探讨了PLA的醇解机理。具体内容如下:(1)研究了纯PLA以Zn(OAc)2为催化剂的甲醇醇解反应,探索了在不同温度、不同时间下PLA的转化率变化情况,PLA甲醇醇解反应动力学分析表明此反应为一级反应,反应活化能为102.99 kJ.mol-1。结合反应后残余物的SEM表征,推测PLA醇解反应机理为PLA在催化剂作用下与甲醇由表及里反应,生成低聚物,再转变为乳酸甲酯。(2)研究了Zn(OAc)2为催化剂,含PLA混合塑料的甲醇醇解分离,结果显示,PP、PS、PET、PE、ABS中混有PLA时,运用甲醇醇解法可以将PLA分离,但PA6和PVC则不理想。SEM表明,反应后各种塑料其形貌都是有一定程度的变化。(3)研究了有色聚乳酸的醇解反应。以Zn(OAc)2为催化剂,探索了醇种类(甲醇、乙醇)、醇用量、反应温度、反应时间对有色PLA的转化率和产物产率的影响。醇解产物经过FT-IR、1H-NMR表征确定为乳酸甲酯和乳酸乙酯。以Zn(OAc)2为催化剂,对红色PLA进行甲醇醇解,适宜条件为140℃,3.5h,m[Zn(OAc)2]:m[PLA]=2%,V(CH3OH)=20 mL;以Zn(OAc)2为催化剂,对黑色PLA进行甲醇醇解,反应的较佳反应条件为140℃,3h,m[Zn(OAc)2]:m(PLA)=0.02,m(CH3OH):m(PLA)=2.72。同时也探索了以乳酸锌为催化剂,有色PLA的甲醇醇解反应,采用了气相色谱内标法对乳酸甲酯的产率进行了计算,考察了反应温度、反应时间、甲醇用量、催化剂用量等因素对反应的影响,确定了较佳的降解条件:130℃,4h,m(CH3OH):m(PLA)=3,m(乳酸锌):m(PLA)=0.02。
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