PET的更好歸宿在哪？丨科技前線

日常生活中常見的塑料瓶身下，經常能發現數字“1”的標識。“1”代表原料為聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）。我國PET年產能達7000萬噸，主要用于服裝、家紡與包裝材料，已成為固廢回收的重要品類。

PET熱值高于動力煤，因此化學回收更適合走高價值利用路線，而不是垃圾焚燒這種低價值處置。

近日，中國科學院山西煤炭化學研究所研發出PET的高效、均相降解方法，并能精準控制產物分子量。

01

化學手段

處理固廢

PET的制備需耗費大量能源與資源，若通過化學解聚將其轉化為高附加值化學品，便可實現廢棄石化產品的資源化綜合利用。 但回收的大多數PET常與其他纖維混雜，難以利用 。

針對這一問題科研人員研發出新方法，不僅實現了PET與錦綸、棉花等纖維的精準拆分，而且整個反應過程還具備條件溫和、成本低廉、效率高效的優勢。

團隊對比不同降解劑效果，篩選出4種催化劑，最終以綠色溶劑γ?戊內酯為反應介質、乙二醇為醇解劑，在170°C、10分鐘的溫和條件下，實現了PET的高效可控解聚。該方法制備的聚酯二醇產率最高可達94.2%，顯著高于此前的70%。

同時，團隊建立了簡便的聚酯二醇分級方法，使其多分散性指數最低可降至1.45。

此次團隊實現了回收PET向高純度聚酯二醇的規模化制備，為聚氨酯、不飽和聚酯樹脂等高價值高分子材料的合成創造了有利條件。

02

高分子材料

回爐再造

PET的降解并非簡單的加熱分解，而是一項全球性難題。此前研究僅能將PET深度降解為單體對苯二甲酸雙羥乙酯（BHET），難以選擇性斷裂部分酯鍵，獲得窄分子量的聚酯二醇低聚物。

研究團隊以醇解劑乙二醇作為“調控開關”，通過調整其用量，可將產物聚合度精準控制在4至13之間，實現對降解產物形態與分子量的精準調控。

▲均相體系中PET高效地降解為可控分子量及窄分布的聚酯二醇示意圖

這種在均相體系中對PET降解產物分子量的精準控制，在相關領域文獻中尚未見報道。團隊還將產物重新聚合成重均分子量為31007g/mol的PET，真正實現了“PET→聚酯二醇→PET”的低成本閉環循環。

該新體系對瓶片、織物、薄膜等各類PET廢料均具有良好普適性。針對混紡纖維，可選擇性降解其中的滌綸組分得到聚酯二醇，同時保持棉纖維、錦綸等第二組分完整；若加大醇解劑用量，還可將PET進一步降解為小分子單體BHET，適配傳統PET生產路線。只需調節“開關”，即可靈活選擇傳統工藝或新型高值化利用路線。

未來，團隊將繼續深化相關技術研究，在溫和條件下將更多廢塑料轉化為高附加值化學品。

論文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.5c02483

來源：中國科學院山西煤炭化學研究所

責任編輯：范思璐