饮料瓶迎来“重生” 中国科学院山西煤化所开辟PET环保回收新路径

来源：科技日报

科技日报记者 韩荣 通讯员 李清波

饮料瓶底部那个小小的数字“1”，标识着它的“身份”——PET，即聚对苯二甲酸乙二醇酯。作为产量巨大、应用极广的高分子材料，PET的燃烧热值甚至高于动力煤，极具资源利用价值。如何让海量废弃PET告别低效焚烧与填埋，走上高价值化学回收的“重生之路”，一直是全球科研与产业界共同关注的焦点。

近日，中国科学院山西煤炭化学研究所侯相林研究员团队取得重要突破，成功研发PET高效均相降解新方法，实现了降解产物分子量的精准调控，为废弃聚酯资源化利用提供了全新技术路线，相关成果发表在国际学术期刊《大分子》上。

PET是现代工业与日常生活中不可或缺的石化产品。我国PET年产能高达7000万吨，接近全球总产能的半壁江山。在下游应用中，超过一半的PET被加工成涤纶纤维，与棉、毛、麻等天然纤维混纺后，广泛用于服装、家纺和工业丝材；约20%的PET用于生产饮料瓶、食品包装等聚酯瓶片，深度融入生产生活的方方面面。

随着PET消费量持续攀升，废旧聚酯的资源化回收，已然成为固废治理与绿色化工领域的重要课题。侯相林研究员介绍，PET与石油、煤炭化工产品一样，生产过程消耗大量不可再生资源，一烧了之不仅可惜，更造成巨大的资源浪费。通过化学手段将其解聚、转化为高附加值化学品，是实现废弃PET循环利用的理想路径。但现实难题在于，绝大多数废旧PET以混纺纤维形式存在，与其他纤维混杂难分；传统降解技术条件苛刻、成本偏高，且难以实现精准可控，成为制约PET高值回收的核心瓶颈。

面对这一世界性难题，中国科学院山西煤化所团队另辟蹊径，开发出温和、高效、绿色的PET均相降解体系。研究人员通过系统对比不同降解剂效果，筛选优化催化剂体系，最终选用绿色溶剂γ-戊内酯为反应介质、乙二醇为醇解剂，在温和条件下即可实现PET的高效可控解聚。团队还创新提出简便的PEDO分级方法，将聚酯二醇的多分散性指数最低降至1.45，成功实现涤纶与锦纶、棉花的精准分离，并将提取的PET降解为高纯度聚酯二醇。

侯相林团队的核心突破，在于找到了控制PET降解尺度的“精准开关”——乙二醇的用量。此前，全球多数技术只能将PET深度降解为单体BHET，相当于把建筑拆成碎瓦砾；而该技术可选择性断裂部分酯键，像精准拆分结构单元一样，得到窄分子量分布的聚酯二醇低聚物。论文一作、博士生李新宇介绍，我们将产物聚合度稳定控制在4到13之间，自由调控高分子重复单元数量，真正做到“按需降解”。

这也是国际上首次在均相体系中实现PET降解产物分子量的精准调控。依托该技术，废弃PET可实现“聚对苯二甲酸乙二醇酯→聚酯二醇→聚对苯二甲酸乙二醇酯”的低成本闭环循环，降解产物能直接重新聚合成合格PET原料。技术对瓶片、织物、薄膜等各类PET废料均有良好适用性，处理混纺纤维时，可选择性降解涤纶，同时完整保留棉、锦纶等组分的使用价值。通过简单调整乙二醇用量，还能切换降解路径，适配传统PET生产工艺，兼具灵活性与工业应用潜力。

放眼全球，塑料污染问题日益突出。全球每年塑料产量接近4亿吨，其中九成来自化石资源，回收利用率整体偏低，化学回收技术仍处于发展初期。侯相林表示，团队将继续深耕温和条件下废塑料高值转化研究，不断拓展高附加值化学品制备路径，用绿色化工技术为废旧塑料赋予新生命，助力我国“双碳”目标与循环经济发展。