本发明涉及废旧pet-pbt的化学法再生技术,尤其是涉及一种通过溶解pet和pbt混合物实现其低温均相解聚,并再生为附加值较高pet-pbt并列复合弹性纤维的方法。
背景技术:
1、pet-pbt纺织品兼有pet和pbt优良特性,广泛应用于弹性纺织品领域。然而pet-pbt纺织品是一种自然环境下降解困难的高分子材料,且制备原料均来自不可再生的石油。随着pet-pbt纺织品产业的发展,其废旧物处理也成为亟待解决的问题。而目前市场上对于聚酯再生主要针对pet再生,而对于pet-pbt再生的研究相对较少。
2、目前废旧pet-pbt再生的方法主要包括物理法和化学法。物理法又可区分为熔融再生、机械粉碎再生等,其再生产品的力学性能、染色性能均较差,需降级使用。化学法再生可实现废旧pet-pbt的高值利用,是纺织领域的主要研究方向。
3、专利cn 114805766a首先对废旧pet-pbt混合物进行熔融加工,再通过乙二醇/1,4-丁二醇进行解聚,并将得到的单体与甲醇进行酯交换反应,进而制得对苯二甲酸二甲酯,实现了废旧pet-pbt的再生利用。其解聚反应温度介于190~240℃,反应压力为101~201kpa,停留时间为1~2h。
4、专利cn 105088410a通过对废旧pet瓶片进行熔融再生得到再生pet切片,并对再生pet切片进行改性经双螺杆挤出机挤出造粒再与pbt制备得到pbt-改性再生pet粒子,再进行熔融纺丝制备pbt-改性再生pet弹丝。其纺丝温度为240℃~280℃,纺丝速度为1000~1500m/min。
5、综上,目前废旧pet-pbt的化学法再生技术多基于pbt/pet的高温非均相解聚反应,解聚效率及回收率低,且高温解聚过程中1,4-丁二醇会发生环化等副反应,降低再生产品品质。此外,通过与甲醇间的酯交换反应制备对苯二甲酸二甲酯,其工艺流程长、成本高。因此,亟需开发一种废旧pet-pbt低温均相解聚技术以及解聚产物直接聚合技术,减少/避免反应过程中1,4-丁二醇的环化反应,提高回收率、解聚效率及再生产品品质,具有重要的科学意义和实用价值。
技术实现思路
1、针对上述问题,本技术提供了一种废旧pet-pbt的化学法再生及再生纤维,采用低温均相解聚技术以及解聚产物直接聚合技术,减少/避免了反应过程中1,4-丁二醇的环化反应,提高了回收率、解聚效率及再生产品品质,具有重要的科学意义和实用价值基于本发明工艺方法制备的再生pet-pbt纤维,其热力学性能均达到石油基原生产品性能要求。
2、本技术首先提供了一种废旧pet-pbt的化学法再生方法,包括以下步骤:
3、第一步:将100份废旧pet-pbt、100~600份溶剂、50~400份共溶剂加入至高压反应釜中,升温至170~190℃,在搅拌速度为15~50r/min条件下处理10~30min。之后加入50~400份乙二醇和0.5~5份第一催化剂,继续反应10~30min,制得第一粗制解聚液。将制得的第一粗制解聚液进行脱色、提纯、干燥加工后制得第一精制解聚物。即其中废旧pet-pbt、溶剂、共溶剂、乙二醇、第一催化剂的质量比为100:100~600:50~400:0.5~5:50~400:0.5~5。
4、第二步:将100份第一精制解聚物、0.5份第二催化剂置于高压反应釜中,通过聚合加工制得第一再生pet-pbt共聚酯切片。即其中第一精制解聚物、第二催化剂的质量比为100:0.5。
5、第三步:将100份废旧pet-pbt、100~600份溶剂、50~400份共溶剂加入至高压反应釜中,升温至170~190℃,在搅拌速度为15~50r/min条件下处理10~30min。之后加入50~400份1,4-丁二醇和0.5~5份第一催化剂,继续反应10~30min,制得第二粗制解聚液。将制得的第二粗制解聚液进行脱色、提纯加工后制得第二精制解聚物。即其中pet-pbt、溶剂、共溶剂、乙二醇、第一催化剂的质量比为100:100~600:50~400:0.5~5:50~400:0.5~5。
6、第四步:将100份步骤三制得的制得第二精制解聚物、0.5份第二催化剂置于高压反应釜中,通过聚合加工制得第二再生pbt-pet共聚酯切片。即其中第二精制解聚物、第二催化剂的质量比为100:0.5。
7、第五步:将第一再生pet-pbt共聚酯切片与第二再生pbt-pet共聚酯切片分别置于并列复合纺丝机的进料斗内,通过复合纺丝加工制得再生弹性纤维。
8、上述各个步骤间的每单位质量份可以不等同。
9、优选的,所述的废旧pet-pbt为废旧的混合织物、废旧pet-pbt复合纤维、pet与pbt混合塑料中的一种或多种。
10、优选的,所述解聚步骤中的溶剂为二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、苯胺、硝基苯中的一种或多种。
11、优选的,所述解聚步骤中的共溶剂为乙腈、苯甲醚、二氯甲烷中的一种或多种。
12、优选的,所述的解聚步骤中的第一催化剂为离子液体、深共晶溶剂和1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯中的一种或多种。
13、优选的,所述的离子液体为1,3-二甲基咪唑氯盐、1,3-二甲基咪唑溴盐、1,3-二甲基咪唑醋酸盐中的一种或多种。
14、优选的,所述的深共晶溶剂为1,3-二甲基脲/醋酸锌、氯化胆碱/尿素中的一种或多种。
15、优选的,所述的一种废旧pet-pbt的化学法再生及其纤维,所述的第一精制解聚物为对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸丁二醇酯、对苯二甲酸羟基乙基(羟基丁基)酯的混合物,其中对苯二甲酸乙二醇酯含量高于80%。
16、优选的,所述的一种废旧pet-pbt的化学法再生及其纤维,其特征在于,所述的第一再生pet-pbt共聚酯切片中pet的含量高于80wt%,第一再生pet-pbt共聚酯切片特性粘度不高于0.6dl/g。
17、优选的,pet-pbt所述的第二催化剂为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、三氧化二锑、乙二醇锑中的一种或多种。
18、优选的,pet-pbt所述的第二精制解聚物为对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸丁二醇酯、对苯二甲酸羟基乙基(羟基丁基)酯的混合物,其中对苯二甲酸丁二醇酯含量高于80wt%。
19、优选的,pet-pbt所述的第二再生pbt-pet共聚酯切片中pbt的含量高于80wt%,特性粘度不低于0.9dl/g。
20、优选的,pet-pbt所述的再生弹性纤维为并列复合,其中,第一再生pet-pbt共聚酯的含量为30wt%~80wt%,第二再生pbt-pet共聚酯的含量为70wt%~20wt%。
21、相对于现有技术,本发明的有益效果为:
22、1)本发明分别以乙二醇和1,4-丁二醇为解聚剂,通过低温均相解聚反应将pet-pbt降解为以对苯二甲酸乙二醇酯为主的解聚液和以对苯二甲酸丁二醇酯为主的解聚液。其解聚过程中几乎无1,4-丁二醇环化等副反应,且解聚速度快、回收率高、再生产品品质优,弥补了现有技术的不足。
23、2)本发明分别以对苯二甲酸乙二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯为主体的解聚液为原料,制得了以pet为主的pet-pbt共聚酯和以pbt为主的pbt-pet共聚酯。并通过复合纺丝加工,制得了附加值较高的并列复合弹性纤维,实现了pet-pbt的闭环回收及高附加值再生利用。
1.一种废旧pet-pbt的化学法再生方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种废旧pet-pbt的化学法再生方法,其特征在于,步骤一和步骤三中,pet-pbt所述的废旧pet-pbt为废旧的混合织物、废旧pet-pbt复合纤维、废旧pet与pbt混合塑料中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种废旧pet-pbt的化学法再生方法,其特征在于,步骤一和步骤三中,所述的溶剂为二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、苯胺、硝基苯中的一种或多种;
4.根据权利要求1所述的一种废旧pet-pbt的化学法再生方法,其特征在于,步骤一和步骤三中,所述的第一催化剂为离子液体、深共晶溶剂和1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的种废旧pet-pbt的化学法再生方法,其特征在于,所述的离子液体为1,3-二甲基咪唑氯盐、1,3-二甲基咪唑溴盐、1,3-二甲基咪唑醋酸盐中的一种或多种;
6.根据权利要求1所述的一种废旧pet-pbt的化学法再生方法,其特征在于,所述的步骤一和步骤二中,第一精制解聚物为对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸丁二醇酯、对苯二甲酸羟基乙基(羟基丁基)酯的混合物,其中对苯二甲酸乙二醇酯含量高于80wt%。
7.根据权利要求1所述的一种废旧pet-pbt的化学法再生方法,其特征在于,步骤二和步骤五中,所述的第一再生pet-pbt共聚酯切片中pet的含量高于80wt%,第一再生pet-pbt共聚酯切片特性粘度不高于0.6dl/g。
8.如权利要求1所述的一种废旧pet-pbt的化学法再生方法,其特征在于,步骤二和步骤四中,所述的第二催化剂为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、三氧化二锑、乙二醇锑中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种废旧pet-pbt的化学法再生方法,其特征在于,步骤三和步骤四中,所述的第二精制解聚物为对苯二甲酸丁二醇酯、对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸羟基乙基(羟基丁基)酯的混合物,其中对苯二甲酸丁二醇酯含量高于80wt%;
10.一种如权利要求1至9至中任意一项所述方法制备得到的再生纤维,特征在于,所述的再生弹性纤维为并列复合纤维,其中,第一再生pet-pbt共聚酯的含量为30wt%~80wt%,第二再生pbt-pet共聚酯的含量为70wt%~20wt%。