PET的更好归宿在哪？丨科技前线

来源：中科院之声

日常生活中常见的塑料瓶身下，经常能发现数字“1”的标识。“1”代表原料为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。我国PET年产能达7000万吨，主要用于服装、家纺与包装材料，已成为固废回收的重要品类。

PET热值高于动力煤，因此化学回收更适合走高价值利用路线，而不是垃圾焚烧这种低价值处置。

近日，中国科学院山西煤炭化学研究所研发出PET的高效、均相降解方法，并能精准控制产物分子量。

01

化学手段

处理固废

PET的制备需耗费大量能源与资源，若通过化学解聚将其转化为高附加值化学品，便可实现废弃石化产品的资源化综合利用。但回收的大多数PET常与其他纤维混杂，难以利用。

针对这一问题科研人员研发出新方法，不仅实现了PET与锦纶、棉花等纤维的精准拆分，而且整个反应过程还具备条件温和、成本低廉、效率高效的优势。

团队对比不同降解剂效果，筛选出4种催化剂，最终以绿色溶剂γ‑戊内酯为反应介质、乙二醇为醇解剂，在170°C、10分钟的温和条件下，实现了PET的高效可控解聚。该方法制备的聚酯二醇产率最高可达94.2%，显著高于此前的70%。

同时，团队建立了简便的聚酯二醇分级方法，使其多分散性指数最低可降至1.45。

此次团队实现了回收PET向高纯度聚酯二醇的规模化制备，为聚氨酯、不饱和聚酯树脂等高价值高分子材料的合成创造了有利条件。

02

高分子材料

回炉再造

PET的降解并非简单的加热分解，而是一项全球性难题。此前研究仅能将PET深度降解为单体对苯二甲酸双羟乙酯（BHET），难以选择性断裂部分酯键，获得窄分子量的聚酯二醇低聚物。

研究团队以醇解剂乙二醇作为“调控开关”，通过调整其用量，可将产物聚合度精准控制在4至13之间，实现对降解产物形态与分子量的精准调控。

▲均相体系中PET高效地降解为可控分子量及窄分布的聚酯二醇示意图

这种在均相体系中对PET降解产物分子量的精准控制，在相关领域文献中尚未见报道。团队还将产物重新聚合成重均分子量为31007g/mol的PET，真正实现了“PET→聚酯二醇→PET”的低成本闭环循环。

该新体系对瓶片、织物、薄膜等各类PET废料均具有良好普适性。针对混纺纤维，可选择性降解其中的涤纶组分得到聚酯二醇，同时保持棉纤维、锦纶等第二组分完整；若加大醇解剂用量，还可将PET进一步降解为小分子单体BHET，适配传统PET生产路线。只需调节“开关”，即可灵活选择传统工艺或新型高值化利用路线。

未来，团队将继续深化相关技术研究，在温和条件下将更多废塑料转化为高附加值化学品。

论文链接：

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