5种聚碳酸酯PC化学解聚技术现在 | ChinaRePC2023，12月14日，广州

聚碳酸酯（PC）是一种综合性能优良的热塑性工程塑料。如今，全球PC总消耗量超过460万吨，我国亦是PC的生产和需求大国，目前年产量已超过113万吨，预计到2025年我国PC需求量将达337万吨／年。PC生产和需求量虽不及聚烯烃等通用塑料，产生的废弃物亦是冰山一角，但其应用领域广泛，因此废弃的PC材料仍是百亿吨塑料废弃物的重要组成部分。

帝人“Panlite®”聚碳酸酯 图源：帝人

已打包好、准备投入升级改造流程的消费后混合塑料 图源：SABIC

目前采用双酚Ａ（BPA）为原料生产的PC作为主流生产工艺，其废弃物在自然界中缓慢降解，释放出的雌性激素BPA会对生物体造成伤害。将PC废弃物回收利用可以避免BPA生物体造成不良影响，传统回收方法包括机械回收方法和能量回收法：前者是指将PC废料回收再加工，尽管没有改变PC化学结构但无法保证加工制品性能；能量回收法是指通过焚烧PC废料利用高热量。

鉴于PC机械回收法利用率低，能量回收法环境污染严重，人们关注于化学回收方法研究，该方法可将PC废弃物转化为小分子物质，用于PC合成，具有传统回收方法无法比拟的温和高效、节能环保、产物可持续利用等优点。

对废旧PC的有效处理是发展绿色低碳经济的核心，在此背景下，各国纷纷出台塑料回收和再生政策，构建全球塑料循环体系、实现塑料发展的闭路循环。

本文收集和总结了目前国内外PC化学回收的研究发展状况，以期对PC化学回收技术发展和工业化落地提供借鉴与帮助。

国内外聚碳酸酯化学回收技术状况

与机械回收方法不同，化学回收避免了废旧塑料再利用所带来的产品质量下降等问题。长期以来，对ＰＣ化学回收研究一直较为活跃，从高能量的热裂解法到具有选择性产物的解聚方式，目前均有较多报道。

稳健的化学分解工艺可以回收聚碳酸酯含量超过50%的废塑料，并将其转换回单体，从而形成闭环。经回收的单体可直接用于生产即使纯度要求很高的聚碳酸酯。图源：科思创

Antonakou等将PC化学回收方式进行了归类。主要方式包括热解法、水解法、醇解法、氨解法、氢解法。化学回收原理是通过裂解或解聚PC中的化学基团，将分子量高的PC大分子转化为低聚物或者小分子物质。

其中热解法可根据PC分子基团在不同温度、压力下的稳定性不同，解聚得到种类丰富的产物；

水解法、氢解法使PC分子中羰基断裂，产生酚类物质；

醇解法、氨解法可作用于酯键和芳环－亚异丙基键，除BPA以外，前者会产生附加值较高的碳酸二甲酯（DMC），后者还会产生用于合成聚氨酯（PU）的低聚物。

图１ PC典型化学回收方式

１热解法

塑料的热解法包括无规降解和链式降解，由于PC在不同的热降解反应条件下的反应机理不尽相同，解聚产物有所差异。

热解法存在明显缺点：一方面，热解法反应时所需温度高，热量消耗大；另一方面，解聚产物的成分较为复杂、回收工序繁琐，PC热解法会产生大量气体并且解聚产物的附加值低，不满足PC解聚的绿色循环发展要求。

鉴于此，科研人员近几年的研究热情不高，而更多关注于对解聚条件温和、产物可控的绿色解聚方法的研究，如水解法、醇解法等。

２水解法

PC的结构与性能相对稳定，然而在特定条件下（如高温、超临界、亚临界、催化剂、微波辐照等）破坏其分子中的羰基结构，可将其水解为小分子产物。

相较于热解法，水解法的解聚温度明显降低，该方法能够减少解聚所需的热量和气体小分子物质的产生。但水解法对解聚反应设备的要求高，需辅以较为严苛的反应条件进行解聚，PC解聚转化率高低不一，产物的组成较为复杂。

因此，如何在保证解聚条件易于操作和PC解聚效果的基础上，兼具转化率稳定性以及产物可选择性的研究是科研人员努力的方向。

３醇解法

PC醇解法主要发生在其碳酸酯键和芳环－亚异丙基键接处，反应得到解聚产物的附加值高，因此该方法得到了广泛的研究。醇解法所用的醇解剂包括：甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等。

与热解法、水解法相比，醇解法能确保PC解聚产物高效回收利用；此外该方法的解聚条件易于控制、反应过程稳定，符合实际PC化学解聚工业化生产的要求。但采用醇解法进行PC解聚时，催化剂的存在会影响后续分离所得产品的品质，因此需要增加解聚产物催化剂的脱除操作。

４氨解法

近年来，研究人员采用胺类为代表的氮基亲核试剂，在常压温和条件下对PC进行解聚从而获得解聚产物。

近年来，科研人员采用乙醇胺对PC进行氨解，解聚效果明显。周先悦以乙酸乙酯为溶剂，采用乙醇胺对PC在８０℃下解聚９ｈ，得到BPA产率为９６％。乙醇胺具有较强的亲核性，可在温和条件下对PC进行高效解聚，为PC的氨解研究提供了新的方向。

根据选用的亲核试剂不同，采用氨解法最终生成的解聚产物种类不用，用途各异：与前三种解聚方法相似，该方法可将PC解聚为BPA等小分子物质，可用于PC合成；长链胺的低聚PC，可用于生产不同分子量的PU，这为将PC氨解中间产物用于其他聚合物的合成提供了可能。但该技术尚不成熟，研究较少。

５氢解法

PC分子中具有羰基官能团结构，易发生还原反应，因此科研人员考虑采用氢解技术对PC解聚，这为PC解聚提供新的方法。研究人员开发了多种催化体系用于酯和碳酸酯官能团的还原裂解。

氢解法的反应时间与实验条件（温度、压力、催化剂等）有关，但同样可以实现PC较高的解聚转化率；由于进行反应需要通入H2，因此采用氢解法进行PC解聚，反应设备应具备一定的承压能力。但该方法仍为PC化学解聚回收提供了更多选择。

上述５种方法的研究，PC的化学解聚提供了多种选择。比较了近年来，不同PC化学解聚方法在反应温度、时间、催化剂加入量和BPA产率等方面的差异，如表１所示。

表 １ 不同化学解聚的工艺与BPA产率

从表１可以看出５种PC解聚方法中，热解法、水解法无需加入催化剂便可进行化学解聚，但是二者反应温度较高，反应时间较短，解聚产物选择性低BPA产率不佳，故未受到研究者广泛关注；加入催化剂进行解聚反应的３种方法中，尽管氨解法、氢解法催化剂加入量相同，但后者反应耗时长、反应条件较为苛刻，因此氢解法不利PC化学解聚的实际工业化应用；与氢解法、氨解法相比，醇解法兼具解聚条件温和与技术成熟的优点，因此该方法最具发展前景。

PC醇解法解聚所得的BPA产率高，可以有效避免BPA对生物体造成伤害；BPA可作为原料用于合成PC，提高原子利用率，实现PC循环再生，符合当前“双碳”发展理念。

ChinaRePC2023 聚碳酸酯再生论坛

在我国治理塑料污染重大改革及全球塑料公约即将交汇的时间点，为了加快聚碳酸酯行业循环发展进程，剖析聚碳酸酯回收再生过程中的痛点，探讨聚碳酸酯行业发展趋势，解决聚碳酸酯回收再生过程中的现实问题，拓展上中下游联手解决塑料污染新方式，提升聚碳酸酯回收再生的质量和效率，打通聚碳酸酯回收再生上下游，在2023年12月14日（星期四），将召开由废塑料新观察主办的ChinaRePC2023 聚碳酸酯再生论坛

01

论坛目标

1、探讨再生聚碳酸酯回收新技术（含化学循环）、新装备；

2、解决聚碳酸酯回收再生及应用的关键技术问题

3、搭建上下游投资、运营、使用高品质再生聚碳酸酯的对接交流平台。

02

论坛议程

第一部分：聚碳酸酯市场

1、聚碳酸酯全球产能、产量、价格趋势分析—— 拟请路透社或道琼

2、工业用聚碳酸酯与食品接触用聚碳酸酯—— 燕山石化专家

3、再生聚酯市场分析、产能、产量与市场价格趋势—— CPRRA 专家

4、家电 PC（混合废塑料）回收再生行业发展情况 —— 格林美专家

5、汽车 PC（车灯、仪表盖板）回收再生发展情况—— 汽车塑料再生企业

6、优秀再生聚碳酸酯回收再生企业推荐—— 欢迎具有排污许可证的再生PC企业介绍自身特色

第二部分：聚碳酸酯回收再生技术

7、PC 溶解回收技术——溶剂再生PC企业

8、PC 镀层、涂层、油漆去除技术与装备 脱镀专业机构或装备企业

9、盐水分选、静电分选成套设备——专业装备企业

10、再生 PC 的造粒和熔体过滤设备——拟请中山华星

第三部分：再生聚碳的高端应用

11、再生聚碳酸酯的质量控制与评价（熔体流动指数、老化、颜色、黑点、透光率、雾度、黄度指数的定义与评价方法）——拟请特创工程塑料上海有限公司彭家应

12、再生聚碳酸酯关键质量指标的测试方法测试设备—— 检测设备机构

13、再生聚碳用于板材与箱包—— 板材及箱包企业

14、再生聚碳与聚碳合金应用于汽车内饰的案例—— 拟请大众

15、再生聚碳酸酯应用于 3C 电子—— 拟请联想

16、再生聚碳酸酯 PCR 粒子与其含量的追溯、认证—— 世标或 SGS

17、再生聚碳酸酯工厂的数字化孪生与智能制造、数字化认证与数 字化碳排核算——牵引科技 冯斌博士

18、再生聚碳酸酯的 5 种改性技术：分级分类应用再生聚碳酸酯—— 拟请著名改性企业

19、再生聚碳酸酯用扩链剂—— 助剂企业

20、聚碳酸酯 (PC) 与再生聚碳酸酯热流道注塑工艺应用—— HUSK 赫斯基

第四部分：讨论

聚碳酸酯应用于家电、汽车的可回收再生设计

聚碳酸酯副牌料 PIR 对再生市场的影响

再生聚碳酸酯碳 LCA 分析

再生聚碳酸酯的鉴别

—— 拟请以上出席专家和优秀企业家 对话互动

04

参会人员（拟请）持续报名

会议将拟邀请聚碳酸酯回收再生优秀企业、助剂企业、装备企业、聚合物公司、改性企业、PC包装企业、桶装水品牌、再生塑料行业园区、汽车企业、家电企业、3C电子拆解企业、板材企业出席会议。

05

时间、地点、费用

暂定时间：2023年12月14日

暂定地点：广州

报名费：3000元/人（优惠活动：每介绍一个不在名录的聚碳酸酯企业，可减报名费400元，无论是产业链任何环节，真的做聚碳酸酯回收再生就可以，需长期经营或具备排污许可证）

06

报名方式

1、线上扫码报名

2、推介企业请填写以上链接，后台审核您的推荐信息，会与您联系，给您对应的推荐抵扣券（注明：每家企业只能被推荐一次，按时间先后顺序确定推荐者。）

3、展示 rPC 先进企业经验、典型案例，讨论再生聚碳技术难题，扩展再生聚碳资源和朋友圈，扫码加入rPC 人脉资源圈

07信息咨询

邮 箱：13071167073@replas.org.cn、18901309915@replas.org.cn

联系人：田俊 13071167073 （微信同号）、闫涛 18901309915（微信同号）

参考资料：张璐、宋力《聚碳酸酯化学解聚技术的现状与展望》塑料工业

来源：塑连网

这是废塑料新观察公众号的第10450篇文章

责编：晴天

校对：呦呦

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