СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ ДЕСТРУКЦИИ ВТОРИЧНОГО ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА ДЛЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
METHOD OF PRODUCING DECOMPOSITION PRODUCTS OF SECONDARY POLYETHYLENE TEREPHTHALATE FOR STRUCTURAL MATERIALS

Изобретение относится к способу получения олигомерных композиций с использованием стадии переработки отходов полиэтилентерефталата (ПЭТФ) в жидкий продукт. Описывается способ переработки отходов ПЭТФ, включающий термообработку отходов в реакторе при температуре 190-210°С в течение 1-2 часов в присутствии низкомолекулярных аминов, например, триэтилентетрамина (ТЭТА) или полиэтиленполиамина (ПЭПА). Предложенный способ позволяет получать жидкие продукты, которые могут служить основой для получения пенопластов и литых изделий конструкционного назначения, а также для модификации эпоксидных смол.
В настоящее время проблема утилизации полиэфирных полимеров на основе терефталевой кислоты и этиленгликоля (ПЭТФ) является важной экологической проблемой, т.к. изделия из него в виде полимерной тары, бутылок, ковров и тканей в природе не разлагаются и засоряют не только свалки, но и водоемы.
Известен способ переработки ПЭТФ-контейнеров от хранения пищевых продуктов разложением ПЭТФ на исходные мономеры, а именно на этиленгликоль и терефталевую кислоту с получением сырья для дальнейшей переработки (Патент №2137787). Это дорогой многооперационный энергоемкий процесс, с низким коэффициентом использования ПЭТФ.
2
По патенту №2384592 описывается способ получения порошкообразного продукта путем переработки отходов ПЭТФ, включающий термообработку отходов в замкнутом герметизированном объеме в среде смеси паров, выделяющихся из отходов ПЭТФ при термообработке, и находящихся в объеме атмосферного воздуха, при условии 160°C≤t<200°C и избыточном давлении пара и воздуха, равном 1.5÷4.5 кгс/см, в течение 20-40 часов. Предложенный способ позволяет получать порошкообразный продукт размером частиц 5-50 мкм, обладающий повышенной растворимостью в щелочном растворе и низкой степенью термодеструкции.
2
Недостатком способа является то, что для гидролиза отходы ПЭТФ необходимо нагревать при избыточном давлении пара и воздуха (1.5÷4.5 кгс/см) в течение 20-40 часов.
По патенту №2458946 (Способ этанолиза полиэтилентерефталата с образованием диэтилентнрефталата предлагается переработка отходов ПЭТФ методом этанолиза, для этого сырье, содержащее ПЭТФ, вводят в реакцию с этанолом. Выделяют этиленгликоль и ароматический сложный диэтиловый эфир, такой как диэтилизофталат и/или диэтилтерефталат.
По патент №2616299 (Способ щелочного гидролиза отходов ПЭТФ с получением терефталевой кислоты) проводится щелочной гидролиз отходов ПЭТФ с выделением терефталевой кислоты, которая далее может использоваться для получения сложноэфирных пластификаторов ПВХ.
Во всех этих способах предлагается проведение химической деструкции молекул ПЭТФ с целью получения новых полезных технических продуктов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ по патенту №2496805, в котором предлагается переработка отходов ПЭТФ в порошкообразный продукт путем переэтерификации в присутствии олигопропилендиола или олигопропилентриола, с последующим введением катализатора ацетата цинка. Процесс проводят при температуре 240-260°С в течение 1-2 часов и продукт охлаждают до 20-25°С.
Во всех предлагаемых технологиях утилизации ПЭТФ получают твердые продукты, которые для дальнейшего применения требуют дополнительного измельчения или грануляции.
Задачей предлагаемого изобретения является утилизация отходов из ПЭТФ путем аминолиза в присутствии низкомолекулярных аминов, например, ТЭТА или ПЭПА и получение жидких олигомерных композиций, которые могут служить основой для получения пенопластов и литых изделий конструкционного назначения, а также для модификации эпоксидных смол.
Для этого вторичный полиэтилентерефталат - измельченные отходы ПЭТФ и низкомолекулярные амины, например, ТЭТА или ПЭПА загружают в обогреваемый реактор с мешалкой и расплавляют при температуре 190-210°С в течение 1-2 часов, охлаждают до 20-25°С. Получают жидкости с вязкостью от 0,116 до 74,8 Па⋅с.
Компоненты берут в следующем соотношении, масс. ч.:
Вторичный полиэтилентерефталат
5-20
Низкомолекулярные амины
80-95
Предлагаемый способ получения олигомерных композиций отличается тем, что для деструкции молекул ПТЭФ используют низкомолекулярные амины, например, ТЭТА или ПЭПА при их содержании от 5 до 20%.
Из данных табл. 1 следует, что соотношение компонентов и технологические параметры синтеза можно варьировать в достаточно широких пределах с целью получения олигомеров с широким диапазоном вязкости. Предложенный способ позволяет получать жидкие композиции из отходов ПЭТФ, что расширяет арсенал технических средств переработки его отходов.
Осуществление заявляемого изобретения проиллюстрировано следующими примерами, сведенными в таблицу 1.
Свойства эпоксидных композиций и пенопластов на их основе, при использовании в качестве отвердителей продуктов аминолиза ПТЭФ представлены в Табл. 2 и 3.
Примеры по Табл. 1. В стальной аппарат, снабженный крышкой с мешалкой, манометром и тефлоновой уплотнительной прокладкой, с внутренним объемом 2,5 л, загружают отходы из ПЭТФ и амины в соответствии указанной рецептурой. Смесь в аппарате перемешивают и подвергают термообработке при 190-210°С в течение 1-2 часов. После охлаждения получают жидкость, которая может быть использована для изготовления пенопластов и литых изделий конструкционного назначения. Свойства пенопластов приведены в Таблицах 2 и 3, литых образцов 4.