為了滿足創(chuàng)造強(qiáng)大的使用后塑料原料的需要，英國(guó)巴斯大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種快速化學(xué)回收工藝，在室溫下20分鐘內(nèi)就能分解聚碳酸酯。

該工藝使用一種鋅基催化劑和甲醇來(lái)完全分解商用聚碳酸酯顆粒。通過(guò)該工藝，廢物可以被轉(zhuǎn)化為雙酚A（BPA）和碳酸二甲酯（DMC）。

聚碳酸酯在建筑和工程應(yīng)用中占有重要地位。該大學(xué)可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)技術(shù)中心（CSCT）的研究小組表示，在這一過(guò)程中使用的催化劑可以用于多種商業(yè)來(lái)源的BPA-PC和混合廢料。例如，在溫度更高的情況下，還可以分解PLA和PET。

最近發(fā)表的一篇論文的第一作者Jack Payne表示，CSCT的化學(xué)回收最終實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量成分的回收。

收獲原生品質(zhì)樹脂

他解釋說(shuō):“反應(yīng)完成后，粗制的雙酚A很容易通過(guò)去除揮發(fā)性成分而被回收。然后，通過(guò)從水中重新結(jié)晶，再進(jìn)行干燥，就可以獲得純雙酚A。DMC應(yīng)該很容易通過(guò)揮發(fā)性成分的分餾來(lái)回收；這對(duì)于將其與溶劑2-Me-THF分離是必要的，后者的沸點(diǎn)相當(dāng)?！?/p>

“在這過(guò)程中分離出來(lái)的BPA和DMC都是原生質(zhì)量，因此，適合重新聚合。由于分餾是一種標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)技術(shù)，而且操作條件相當(dāng)溫和（在80到90℃之間），我預(yù)計(jì)大部分的成本都與干燥BPA以去除水分有關(guān)?！?/p>

化學(xué)回收過(guò)程的實(shí)際應(yīng)用

CSCT的下一個(gè)議題是擴(kuò)大這一技術(shù)。Payne稱，材料回收機(jī)構(gòu)（MRF）可能會(huì)采用改工藝。

Payne指出:“雖然我們已經(jīng)證明了我們的催化劑對(duì)進(jìn)料雜質(zhì)的耐受性，包括聚碳酸酯復(fù)合材料和其他塑料，但其他普遍存在的污染物（例如食物和碎屑）還沒(méi)有被調(diào)查過(guò)。我們希望MRF能夠?qū)Ω呒兌鹊倪M(jìn)料進(jìn)行分類，以保持工藝效率。然后，這種進(jìn)料最好被引導(dǎo)到一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)批量反應(yīng)器。然而，我們已經(jīng)表明，在我們的反應(yīng)條件下，PET仍然沒(méi)有反應(yīng)。因此，有可能有一個(gè)聚碳酸酯和PET的輸入原料。反應(yīng)結(jié)束后，未反應(yīng)的PET可以被過(guò)濾、干燥，并輸送到其他地方?！?/p>

那么，這個(gè)過(guò)程可以被擴(kuò)大到什么程度呢?

Payne說(shuō):“為了經(jīng)濟(jì)上可行，化學(xué)回收工廠通常每年需要5萬(wàn)到10萬(wàn)噸的進(jìn)料，因此我們預(yù)計(jì)我們的流程將具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。然而，這依賴于獲得穩(wěn)定可靠的聚碳酸酯垃圾來(lái)源以及足夠的收集和分類基礎(chǔ)設(shè)施——這些都需要在地區(qū)和國(guó)家層面上進(jìn)行大量的資本投資?！?/p>

Payne補(bǔ)充說(shuō)，通過(guò)vis-à-vis機(jī)械回收來(lái)評(píng)估CSCT的化學(xué)回收過(guò)程的成本效益，需要進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（TEA）和生命周期分析（LCA）。

可轉(zhuǎn)移性是研究人員考慮的關(guān)鍵因素

“在所有階段，我們都意識(shí)到從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)的可轉(zhuǎn)移性，”他解釋說(shuō)，“在催化劑設(shè)計(jì)方面，我們選擇了一種廉價(jià)而豐富的金屬（鋅）與簡(jiǎn)單可伸縮的配體相結(jié)合，以降低制造催化劑的成本。我們期望這一點(diǎn)，加上環(huán)境條件下降低的能源強(qiáng)度，使這一過(guò)程在經(jīng)濟(jì)上與機(jī)械回收競(jìng)爭(zhēng)?！?/p>

“此外，如果與機(jī)械回收相比，TEA的初始前期成本更高，那么我們的方法能夠在塑料經(jīng)濟(jì)中長(zhǎng)期保留材料價(jià)值，所以在償還期之后，它可能更具經(jīng)濟(jì)吸引力?！?/p>