CN105916926A - 可用于从电子废物和其它废物中回收聚合物的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于纯化或者再循环聚合材料如聚碳酸酯的系统和方法。这样的方法可以包括实施使用不同溶剂介质的两个或多个提取,以除去非目标材料并获得经纯化的目标聚合物的组合物。还可以在本发明的方法中实施其它步骤,包括溶解、沉淀、过滤和/或离心。

Description

可用于从电子废物和其它废物中回收聚合物的方法
相关申请的参考
本申请要求保护于2013年11月19日提交的美国专利申请序列号61/906,152的优先权权益,在此通过引用将其整体并入本文。
背景技术
本文中描述的实施方案总体上涉及可用于再循环聚合物,包括例如聚碳酸酯聚合物的方法。
可以因为多种原因而纯化聚合物:例如,为了减少对于基于石油的原料的需求;和/或出于再循环的目的以减少在垃圾填埋地中处理的不可生物降解的聚合物的量。但是,聚合物纯化可能具有缺点,例如相对于新聚合产物的经纯化的聚合物产物的低品质;对于将额外的组分如增塑剂添加到经纯化的聚合物产物中的需求;和纯化的高成本。
作为一个实例,聚碳酸酯是一类热塑性聚合物,其可以容易地模塑或者热成型并且具有对热、化学品和冲击的高耐性。出于这些原因,聚碳酸酯被广泛地用于电气和电子设备中。每年全世界产生大约5000万公吨的电子废物。该重量的大概三分之一为聚合物,其可以包含最多100%的聚碳酸酯。聚碳酸酯还可以与额外的组分配制以改变聚合物的特性。潜在地,每年可以从电子废物中回收超过250万吨的聚碳酸酯。然而目前,大多数与电子废物有关的再循环工作涉及比聚合物更有价值的金属和玻璃。
考虑到该领域中的背景技术,存在对用于高效地和成本效益地再循环聚合物如出现在电子废物中的聚碳酸酯聚合物的改进和/或替代方法的需求。
发明内容
在某些方面,本公开内容涉及用于回收经纯化的聚合物的方法,其通过使在还包含至少第一其它组分和第二其它组分的材料中的聚合物经受使用第一溶剂介质的处理以将第一组分与聚合物分离,然后使还包含第二其它组分的材料中的聚合物经受使用第二溶剂介质的处理以将第二其它组分与聚合物分离。
在用于回收经纯化的聚合物组合物的方法中提供了有益的实施方案,所述方法包括使包含聚合物、不同于所述聚合物的第一组分和不同于所述聚合物的第二组分的第一材料与第一溶剂介质在实现液-固相分离的有效条件下接触,例如但不限于从聚合物和第二组分中提取或沉淀第一组分。所述方法还包括使包含聚合物和第二组分的第二材料与不同于所述第一溶剂介质的第二溶剂介质在实现将第二组分与聚合物的液-固相分离的有效条件下接触。
在本文中提供了用于通过处理多组分聚合共混物材料来回收经纯化的聚合物材料的额外的有益实施方案,所述多组分聚合共混物材料包含与不同于所述聚合物的第一组分和不同于所述聚合物的第二组分共混的聚合物。这样的回收方法包括在容器中搅拌多组分聚合共混物材料,使其与第一溶剂介质在实现将第一组分与聚合物和第二组分的液-固相分离的有效条件下接触。所述方法进一步包括在容器中搅拌包含聚合物和第二组分的材料,使其与不同于第一溶剂介质的第二溶剂介质在实现将聚合物与第二组分的液-固相分离的有效条件下接触。可以在将聚合物与第二组分的液-固相分离之后回收聚合物。
在本文中的方法中,第一溶剂介质和/或第二溶剂介质可以是包含第一有机溶剂和第二有机溶剂的混合溶剂介质。此外或替代地,本文中的方法还可以包括一个或多个处理步骤以在已经实现液-固分离之后分离固体和液体材料。这样的一个或多个步骤可以例如通过过滤、倾析、蒸馏、离心(包括离心倾析)或者任何其它适用于将液体材料与固体材料分离的手段中的任一种或者组合来进行。
在一些操作模式中,所实现的第一相分离产生包含目标用于回收的聚合物(在本文中有时称为“目标聚合物”)的固体材料,而第一组分出现在液体材料中。该第一相分离可以发生自与如上文和本文别处中所讨论的混合溶剂的接触。所实现的第二相分离产生包含目标聚合物的液体材料,而第二组分出现在固体材料中。这样的第二相分离可以发生自与由基本上仅单一溶剂或者混合溶剂构成的溶剂介质的接触。在将包含目标聚合物的液体与固体分离之后,可以从分离的液体级分(fraction)中回收目标聚合物。回收可以例如通过沉淀(例如蒸汽沉淀或者通过添加反溶剂)、溶剂浓缩、脱挥发分(devolatization)、蒸馏或任何其它合适的技术或者技术组合中的一种或者任意组合来进行。
本公开内容的前述和再进一步的方面和实施方案将通过以下详细描述和附图而变得明确。
附图简要说明
图1提供了对于本发明的一个示例性实施方案的工艺流程图。
详细描述
现在将参照某些实施方案,并且特定的语言将用于描述所述实施方案。然而应当理解的是不由此意在限制本发明的范围,如本文中所述的实施方案的这样的改变和进一步修改以及原理的这样的进一步应用被理解为对描述所涉及的领域中的技术人员将是通常发生的。
如上文所公开的,在其某些方面中,本公开内容涉及用于纯化聚合物的方法,其例如可以用于聚合物再循环或者回收工艺中。经纯化的聚合物组合物可以通过下述方法衍生自包含目标聚合物和其它组分(例如阻燃剂、染料和/或其它聚合物)的多组分聚合物材料,优选配制的(例如复合的)聚合物共混物,所述方法包括至少并潜在地用彼此不同的第一和第二溶剂介质的第一和第二提取。在某些形式中,第一溶剂介质可以是混合溶剂介质,和第二溶剂介质可以是混合溶剂介质或者单一溶剂介质。使用第一溶剂介质的提取可以产生目标聚合物和至少第一其它组分的液-固分离,而目标聚合物任选残留在固相中。使用第二溶剂介质的提取可以产生目标聚合物和至少第二其它组分的液-固分离,而目标聚合物任选残留在液相中。然后当残留其中时,可以例如从液相中回收目标聚合物。
如本文中所用的“溶剂介质”通常是指可以包含一种或多种溶剂的液体溶剂相,优选在室温(约25℃)和大气压力(101.3 kPa)下为液体的溶剂。如本文中所用的“混合溶剂介质”通常是指包含两种或多种不同溶剂的液体溶剂相,优选在室温和大气压力下均为液体的溶剂。“二元溶剂介质”通常是指由或者基本上由仅两种不同溶剂构成的液体溶剂相。在这方面,涉及二元溶剂介质或者其它溶剂介质的如本文中所用的“基本由……构成”表示的是所指的一种或多种特定溶剂在使用溶剂介质进行的工艺中为材料提供功能性溶剂化能力,和/或所指的一种或多种特定溶剂构成至少95体积%的溶剂介质(而其它一种或多种溶剂潜在地例如作为杂质在所指的一种或多种溶剂中出现)。
在本文中适用于纯化的聚合物包括但不限于聚碳酸酯(PC),例如热塑性聚碳酸酯、溴代聚碳酸酯(Br-PC)、苯乙烯-丙烯腈聚合物(SAN)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物、聚氨酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)。待纯化的这些或其它聚合物可以具有任何合适的分子量,例如具有约2,000道尔顿至约500,000道尔顿、约5,000道尔顿至约250,000道尔顿、约5,000道尔顿至约100,000道尔顿或约10,000道尔顿至约100,000道尔顿的重均分子量。
如本文中所用的,“聚碳酸酯”包括具有式(1)的重复结构性碳酸酯单元的组合物。
在一些实施方案中,至少60%的R1基团的总数包含芳族部分,并且其余为脂族、脂环族或者芳族。在一个实施方案中,每个R1是C6-30芳族基团,即包含至少一个芳族部分。R1可以衍生自式HO-R1-OH,特别是式(2)的二羟基化合物,
其中,A1和A2中的每一个是单环二价芳族基团,并且Y1是单键或者具有一个或多个将A1与A2分离的原子的桥连基团。在另一个实施方案中,一个原子将A1与A2分离。具体地,每个R1可以衍生自式(3)的二羟基芳族化合物,
其中,Ra和Rb各自独立地是卤素、C1-12 烷氧基或者C1-12 烷基;并且p和q各自独立地是0至4的整数。将理解的是当p是0时Ra是氢,同样地,当q是0时Rb是氢。此外在式(3)中,Xa是连接两个羟基取代的芳族基团的桥连基团,其中可以将桥连基团和每个C6 亚芳基基团的羟基取代基彼此布置在C6亚芳基基团上的邻位、间位或对位上。在另一个实施方案中,桥连基团Xa是单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-或者C1-18 有机基团。该C1-18有机基团可以是环状或者无环的、芳族或者非芳族的,并且可以进一步包含杂原子,例如卤素、氧、氮、硫、硅或者磷。可以布置C1-18 有机基团使得与其连接的C6 亚烷基基团各自连接至C1-18 有机桥连基团的相同的烷叉碳或者不同的碳。在一个实施方案中,p和q各自是1,并且Ra和Rb各自是C1-3 烷基基团,尤其是甲基,将其布置在每个亚芳基基团上的羟基基团的间位上。
在又一个实施方案中,Xa是取代或者未取代的C3-18环烷叉基、式-C(Rc)(Rd)-的C1-25 烷叉基(其中Rc和Rd各自独立地是氢)、C1-12 烷基、C1-12 环烷基、C7-12 芳基烷基、C1-12 杂烷基,或者环状C7-12 杂芳基烷基,或者式-C(=Re)-的基团(其中Re是二价C1-12 烃基)。这种类型的基团包括亚甲基、环己基亚甲基、乙叉基、新戊叉基和异丙叉基,以及2-[2.2.1]-双环庚叉基、环己叉基、环戊叉基、环十二烷叉基和金刚烷叉基。
在一个进一步的实施方案中,Xa是C1-18 亚烷基基团、C3-18 环亚烷基基团、稠合的C6-18 环亚烷基基团,或者式-B1-G-B2-的基团,其中B1和B2是相同或不同的C1-6 亚烷基基团并且G是C3-12 环烷叉基基团或者C6-16 亚芳基基团。例如,Xa可以是式(4)的取代的C3-18 环烷叉基,
其中,Rr、Rp、Rq和Rt各自独立地是氢、卤素、氧或者C1-12 烃基;Q是直接键、碳、或者二价氧、硫,或者-N(Z)-,其中Z是氢、卤素、羟基、C1-12 烷基、C1-12 烷氧基或者C1-12 酰基;r是0至2,t是1或2,q是0或1并且k是0至3,条件是Rr、Rp、Rq和Rt中的至少两个合起来是稠合的脂环族、芳族或者杂芳族环。将理解的是当稠环是芳族时,如式(4)中所示的环将在该环稠合处具有不饱和的碳-碳连接。当k是1并且i是0时,如式(4)中所示的环包含4个碳原子,当k是2时,如式(4)中所示的环包含5个碳原子,并且当k是3时,该环包含6个碳原子。在一个实施方案中,两个邻接的基团(例如Rq和Rt合起来)形成芳族基团,并且在另一个实施方案中,Rq和Rt合起来形成一个芳族基团,并且Rr和Rp合起来形成第二个芳族基团。当Rq和Rt合起来形成芳族基团时,Rp可以为双键的氧原子,即酮。
“聚碳酸酯”包括但不限于均聚碳酸酯(其中在聚合物中的每个R1是相同的)、在碳酸酯中包含不同R1部分的共聚物(“共聚碳酸酯”)、包含碳酸酯单元和其它类型的聚合物单元如酯单元的共聚物,和包含至少一种均聚碳酸酯或共聚碳酸酯的组合。
目标聚合物可以存在于例如多组分聚合物材料中,例如作为来自废物清理厂商(waste removal vendor)或回收商(recycler)的废物物流或者再循环物流出现。多组分聚合物材料的组成不需要是均匀的,并且可以是机械混合在一起的一种或多种聚合材料的混合物。可以例如将聚合材料尺寸减小,例如为颗粒或者切碎的材料的形式。在某些形式中,多组分聚合物材料将是其中目标聚合物与其它组分形成整体的固体的聚合共混物材料,例如通过聚合物复合或者其它技术来制备的那样。适合在本发明中使用的多组分聚合物材料包括但不限于从电子废物中回收的那些。这样的废物可以包括不同于多组分聚合物材料的其它材料。这样的其它材料(可以将其在本发明的方法中除去)包括例如废金属、纸、玻璃或者其它不期望的材料。
在一个实施方案中,在本文中待使用的多组分聚合物材料可以包含目标聚合物,例如聚碳酸酯聚合物(PC),并且还可以包含:一种或多种有机阻燃材料,例如溴化聚合物(例如Br-PC)、间苯二酚二苯基磷酸酯(RDP)或者双酚-A双(二苯基磷酸酯)(BPADP);一种或多种染料,包括有机染料;一种或多种其它聚合物,其可以任选是一种或多种交联的聚合物,这样的一种或多种其它聚合物潜在地与目标聚合物共混以提供改性的机械特性,例如SAN或者ABS聚合物或者聚苯乙烯聚合物(PS);一种或多种低分子量杂质(例如分子量小于1,000道尔顿);脱模剂;UV稳定剂;玻璃,抗滴落剂;抗冲改性剂;抗氧化剂;阻燃增效剂;热稳定剂;淬灭剂;磷酸酯稳定剂;二氧化钛;炭黑;颜料;滑石;和/或其它组分。
含聚碳酸酯的组合物中的含磷阻燃剂包括有机磷酸酯和包含磷-氮键的有机化合物。有机磷酸酯的一个类型是式(GO)3P=O的芳族磷酸酯,其中每个G独立地是烷基、环烷基、芳基、烷基芳基或者芳烷基基团,条件是至少一个G是芳族基团。G基团中的两个可以结合在一起以提供环状基团,例如二苯基季戊四醇二亚磷酸酯。芳族磷酸酯包括磷酸苯基双(十二烷基)酯、磷酸苯基双(新戊基)酯、磷酸苯基双(3,5,5'-三甲基己基)酯、磷酸乙基二苯酯、磷酸2-乙基己基二(对甲苯基)酯、磷酸双(2-乙基己基)对甲苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸双(2-乙基己基)苯酯、磷酸三(壬基苯基)酯、磷酸双(十二烷基)对甲苯酯、磷酸二丁基苯酯、磷酸2-氯乙基二苯酯、磷酸对甲苯基双(2,5,5'-三甲基己基)酯、磷酸2-乙基己基二苯酯等。
芳族磷酸酯包括其中每个G都是芳族的那些,例如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、异丙基化磷酸三苯酯等。双官能或者多官能的芳族含磷化合物也是可用的,例如下式的化合物:
其中,每个G1独立地是具有1至30个碳原子的烃;每个G2独立地是具有1至30个碳原子的烃或者烃氧基;每个X独立地是溴或者氯;m是0至4,并且n是1至30。双官能或者多官能的芳族含磷化合物包括间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)、对苯二酚的双(二苯基)磷酸酯和双酚A的双(二苯基)磷酸酯,分别地它们的低聚和聚合对应物等。
含磷-氮键的示例性阻燃剂化合物包括氯化磷腈、磷酯酰胺、磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺和三(吖丙啶基)氧化膦。有机含磷阻燃剂通常以约0.1至约20重量份、例如约2至约18重量份、或者约4至约16重量份、任选约2至约15重量份的量存在,基于100重量份的总组合物计,并排除任何填料。
作为纯化的一部分,使包含目标组合物的多组分聚合物材料与第一溶剂介质接触以获得液-固相分离的材料。在某些实施方案中,第一溶剂介质可以是包含两种或多种有机溶剂的混合溶剂介质,并且这些溶剂和它们的相对量可以取决于待处理的特定多组分聚合材料而改变。在该接触步骤中,多组分聚合材料固体与第一溶剂介质的比例可以是任何合适的比例,例如在按重量计约1:50至约1:1,或者更优选按重量计约1:20至约1:2的范围内。在该与第一溶剂介质接触的步骤期间,在某些实施方案中,目标聚合物和第二组分保留在固体材料中,并且第一组分在液体材料中被溶剂化,而在其它实施方案中,目标聚合物和第二组分在液体材料中被溶剂化,并且第一组分保留在固体材料中。在随后的步骤中,使包含目标聚合物和第二组分的材料与不同于所述第一溶剂介质的第二溶剂介质接触以获得液-固相分离的材料。在一些变体中,与第二溶剂介质的接触可以提供包含目标聚合物的固相材料和包含第二组分的液相材料,而在其它变体中,与第二溶剂介质的接触可以提供包含目标组合物的液相材料和包含第二组分的固相材料。与第二溶剂介质接触的材料可以是固体材料,例如从使多组分聚合材料与第一溶剂介质接触的步骤所得的回收的固体材料,或者衍生自这样的回收的固体材料的固体材料。然后可以将包含目标聚合物(以溶剂化形式)的液相材料进行处理以回收目标聚合物,例如通过沉淀成固体并将该固体与任何剩余的溶剂介质分离。然后可以如需要或者期望洗涤回收的固体。在优选的形式中,进行该方法以得到按重量计至少90%由目标聚合物构成的回收的固体产物。
在本文中的实施方案中实施的目标聚合物或者其它组分的沉淀可以使用任何合适的一种或多种技术来进行。这些包括例如将反溶剂添加到使待沉淀的目标聚合物或其它组分溶剂化的液相中、蒸汽沉淀、蒸发或者其它技术。
除回收经纯化的目标聚合物的组合物之外,可以将与目标聚合物分离的第一、第二和/或其它组分以适用于再利用的经纯化的形式回收。这可以涉及对与第一溶剂介质或第二溶剂介质的接触所得的并且包含待纯化的一种或多种组分的液相或者固相材料实施的任选步骤。
在本文中所描述的方法中,将液相材料与固相材料分离可以通过任何合适的一种或多种技术来完成。这些包括例如过滤、倾析、蒸馏或离心(包括离心倾析)中的一种或多种。同样地,用于回收的固体的干燥步骤(如果存在)可以通过任何合适的一种或多种干燥技术来完成,其包括例如空气干燥、加热干燥或对固体材料的气流中的一种或任意组合。
在与第一溶剂介质接触期间,固体与溶剂介质的比例可以根据手边(at hand)的方法和材料的具体情况而改变。在某些实施方案中,这样的比例为约1:50至约1:1,更典型地为约1:20至约1:2。类似地,在与第二溶剂介质接触期间,固体与溶剂介质的比例可以改变。在某些实施方案中,这样的比例为约1:50至约1:1,更典型地为约1:20至约1:2。此外,在优选的操作模式中,与第一溶剂介质的接触和与第二溶剂介质的接触在基本上相同的温度,例如彼此在约10℃内的温度下实施;和/或这些接触步骤在环境温度下实施,例如约20℃至约28℃。在一些实施方案中,当使材料与溶剂体系接触时,例如但不限于使固体与溶剂介质接触,这样的步骤可以在5℃至35℃下实施。在其它更优选的实施方案中,这样的步骤可以在15℃至30℃下实施。在其它实施方案中,当使材料与溶剂体系接触时,例如但不限于使固体与溶剂介质接触,这样的步骤可以在0.5 atm至350 atm下实施。在优选的实施方案中,这样的步骤在1 atm至10 atm下实施。当在方法中实施多于一个这样的接触步骤时,所述步骤优选彼此在10 atm内的压力下实施。
进一步地,在与固体分离之后,可以将在本发明的实施方案中使用的溶剂再循环或者再利用。这样的再循环和再利用可以涉及或者可以不涉及在再利用之前的溶剂或者共溶剂(co-solvent)的纯化。
在某些使用包含聚碳酸酯作为目标聚合物的优选多组分聚合材料的实施方案中,SAN、PS、RDP、染料、阻燃剂和/或其它低分子量杂质可以在与第一溶剂介质接触和提取期间从固相移动到液相。在获得的液-固相分离的材料中的固相材料可以包含目标聚碳酸酯、Br-PC、ABS并潜在地还有PVC。在用第一溶剂介质的接触步骤期间和/或之后,可以将固相和液相材料彼此分离。在与液相分离之后,可以用合适的液体如用第一溶剂介质或者另一种溶剂介质洗涤包含聚碳酸酯的固相材料。可以任选地将固相材料干燥以除去残留的溶剂和/或洗涤介质。然后,可以使回收的固相材料,或者衍生自回收的固相材料并包含至少目标聚碳酸酯和Br-PC、ABC和PVC中的一种或多种的材料与不同于第一溶剂介质的第二溶剂介质接触并提取,以实现目标聚碳酸酯的液-固相分离,其中聚碳酸酯存在于液相中,并且Br-PC、ABS和PVC中的一种或多种存在于固相中。在用第二溶剂介质接触和提取期间和/或之后,可以将获得的液相材料与获得的固相材料分离。在与固相材料分离之后,可以将包含聚碳酸酯的液相材料进行处理以回收聚碳酸酯,例如通过使用任何合适的方法的沉淀,其包括但不限于在本文中确定的那些。在一些操作模式中,包含聚碳酸酯的液相材料还包含Br-PC,其中的至少一些被回收在聚碳酸酯组合物中。在优选的操作模式中,将目标聚碳酸酯回收在由按(干)重量计至少90%、更优选按重量计至少95%并且甚至更优选按重量计至少97%的目标聚碳酸酯构成的固体组合物中。不同于目标聚碳酸酯的残留材料(如果存在)可以包含Br-PC。
在某些用于回收目标聚碳酸酯的优选实施方案中,第一溶剂介质可以是包含二氯甲烷和另一种溶剂(优选丙酮)的二元或者其它混合的溶剂介质,并且第二溶剂介质可以是包含二氯甲烷和另一种或多种溶剂的二元或者其它混合溶剂介质,或者是由或基本上由二氯甲烷构成的溶剂介质。
用于本发明的实施方案中的合适的溶剂包括卤化溶剂,包括但不限于二氯甲烷(DCM)、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、氯苯和/或二溴甲烷;1,4-二氧杂环己烷;四氢呋喃(THF);苯胺;N-甲基-2-吡咯烷酮;二甲基乙酰胺;醇,包括但不限于苯酚、甲醇、乙醇、甘油、丙醇和/或异丙醇;含羰基的溶剂,包括但不限于酮或者醛,例如丙酮(ACE)、苯甲醛、乙酸乙酯、甲基乙基酮和/或环己酮;烷烃,包括但不限于正己烷、己烷、戊烷、正庚烷、辛烷、壬烷和/或癸烷;芳族溶剂,包括但不限于苯、甲苯、苯酚、苯胺和/或均三甲苯;乙腈;和/或它们的组合。
可以使用任何合适的方法以选择用于本发明的方法中的溶剂。例如,可以使用汉森溶解度参数(HSP)以选择合适的溶剂。HSP考虑到许多溶剂和溶质之间的相互作用,例如色散相互作用、极性相互作用和/或氢键相互作用,并且其可以用于计算体系的相对能量差(RED)。在本文中的实施方案中使用的混合溶剂将通常包含对聚合物较强的溶剂(优选容易地溶解目标聚合物的一种)和对目标聚合物较弱的溶剂(优选不溶解显著量的目标聚合物的一种)。在本文中的一些实施方案中,混合溶剂介质将包含对目标聚合物较强的溶剂和较弱的溶剂,其中在25℃下较强溶剂与较弱溶剂相比具有每单位体积的溶剂溶解至少10倍按目标化合物的重量计的量的能力。当聚碳酸酯是目标聚合物时,在本发明的实施方案中使用的较强溶剂包括但不限于卤化溶剂,包括但不限于二氯甲烷(DCM)、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、氯苯和/或二溴甲烷;1,4-二氧杂环己烷;四氢呋喃(THF);苯胺;N-甲基-2-吡咯烷酮;二甲基乙酰胺;芳族溶剂,包括但不限于苯、甲苯、苯酚、苯胺和/或均三甲苯;和/或它们的组合。
当聚碳酸酯是目标聚合物时,在本发明的实施方案中使用的较弱溶剂包括但不限于二甲基乙酰胺;醇,包括但不限于苯酚、甲醇、乙醇、甘油、丙醇和/或异丙醇;含羰基的溶剂,包括但不限于酮或者醛,例如丙酮(ACE)、苯甲醛、乙酸乙酯、甲基乙基酮和/或环己酮;烷烃,包括但不限于正己烷、己烷、戊烷、正庚烷、辛烷、壬烷和/或癸烷;芳族溶剂,包括但不限于苯、甲苯、苯酚、苯胺和/或均三甲苯;乙腈;和/或它们的组合。较强和较弱溶剂优选彼此是可溶混的以形成用于混合溶剂介质的整体的液相。例如,合适的二元或者其它混合溶剂体系可以包含约9:1至约1:9或者约7:3至约3:7的较强溶剂与较弱溶剂的体积比。
还可以使用色谱法以确定合适的溶剂。例如可以使用梯度聚合物洗脱色谱法(GPEC)、高效液相色谱法(HPLC)、快速色谱法或者薄层色谱法(TLC)。色谱法可以包括使用多于一种溶剂,例如相对于给定的聚合物作为共溶剂一起使用的强溶剂和弱溶剂,并且相对于给定的聚合物的强溶剂与弱溶剂的比例可以例如通过梯度或者溶剂坡度(ramp)来改变。当通过色谱法筛选溶剂时,聚合物在溶剂介质中的溶解性和不可溶性以及聚合物的分辨度和/或待除去的其它杂质的分辨度是重要的考虑因素。可以在色谱法期间使用任何合适的检测器,例如但不限于紫外(UV)辐射检测器、可见光(VIS) 辐射检测器、两者的组合作为UV/VIS检测器、折射率(RI)检测器、红外(IR) 辐射检测器、动态光散射(DLS)检测器、蒸发光散射(ELS)检测器或者任何其它合适的检测器,或者它们的组合。
在本文中描述的与第一和第二溶剂介质接触的步骤可以作为液-固提取来实施。这样的提取可以例如作为连续提取和/或分批提取来实施,并且可以具有任意的液相和固相之间的分配系数。提取可以在有或没有机械混合的情况下在容器中实施。这样的容器可以是通用的容器,例如但不限于罐或者其它容器,或者可以是专门建造以实施提取。
通过本文中的方法制备的经纯化的聚碳酸酯或者其它目标聚合物组合物可以任何已知的方式投入使用。例如,可以将经纯化的聚碳酸酯或者其它目标聚合物与其它组分如在本文中确定的那些其它组分共混以形成新多组分聚合组合物,然后可以将其自身用于通过挤出、模塑、热成型或者其它成型方法的聚合物制品的制造中。这些回收的经纯化的组合物和使用的下游工艺以及所得的制品也形成了在本文中公开的实施方案。
现在参照图1,提供了本发明的某些特定实施方案的图示说明。在这些实施方案中,将来自罐101的溶剂(例如丙酮)通过泵102和阀103泵送至罐107以形成溶剂的混合物,例如但不限于丙酮在二氯甲烷中的混合物。将溶剂(例如二氯甲烷)从罐104通过泵105以及阀106和103泵送至罐107。将聚合物物流如固体电子废物或者粗材料(例如含聚碳酸酯的材料)从储存罐108转移至提取容器109,其中在搅拌的情况下实施第一固-液提取。该提取是使用第一溶剂介质(例如以1:1体积比的二元丙酮/二氯甲烷溶剂介质)在罐109中实施以给出固体,将所述固体在容器110中过滤和/或洗涤以留下可以包含聚合物与有或没有额外的杂质的固体114。该固体114可以例如包含聚碳酸酯、Br-PC、PVC和ABS,并且液体111可以包含其它聚合物或杂质,例如阻燃剂、SAN、PS、染料和/或其它低分子量杂质。使液体111通过闪蒸塔112以给出作为113的不含溶剂的杂质、例如阻燃剂、SAN、PS、染料和其它低分子量杂质,并且将溶剂再循环或再利用用于额外的提取中。将固体114转移至提取容器115,其中使用第二溶剂介质(例如通过阀106添加的由或基本上由二氯甲烷构成的)在搅拌的情况下实施第二提取。实施该第二固-液提取以留下固体级分,将所述固体级分在116中过滤或者洗涤以给出包含其它聚合物或者杂质如PVC和ABS的固体117。该提取的液体级分给出包含目标聚合物如聚碳酸酯且可能包含其它杂质(例如溶解在溶剂中的Br-PC)的液体118。在容器119中实施溶剂回收(例如闪蒸)以给出包含目标聚合物如聚碳酸酯的固体沉淀物120,在某些形式中>99重量%的聚碳酸酯和<1重量%的Br-PC。然后将来自蒸馏的溶剂121(例如二氯甲烷)再循环并转移至罐104。
出于促进进一步理解在本文中的某些实施方案的原理以及它们所附的特征和优点的目的,提供了以下具体实施例。将要理解的是这些实施例是说明性的,并且不限制本公开内容的更广泛的方面。
实施例1
通过多步骤提取程序来再循环含聚碳酸酯的聚合物制剂。
材料和方法:
从Mt. Vernon, IN的SABIC Innovative Plastics (SABIC-IP)获得聚碳酸酯(PC)、溴化聚碳酸酯(BrPC)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、聚苯乙烯(PS)、间苯二酚双-二苯基磷酸酯(RDP)和双酚A双-(二苯基磷酸酯)(BPADP)的纯标准物。出于它们的阻燃剂特性,将RDP和BPADP与聚合物共混。还从SABIC-IP获得具有高PC含量的电子废物混合物,其在本文中被定义为70% PC的粗品。通常可获自回收商的另一种类型的粗聚合物废物通过SABIC-IP来提供,并且基于在再循环设施所使用的分离类型,给其名称“滚筒筛(Trommel)粗品”。
从Aldrich chemical company, Milwaukee, WI, USA获得四氢呋喃(THF)。从来自Phillipsburg, NJ, USA的Mallinckrodt Baker, Inc.获得乙腈(ACN)。从Macron Fine Chemicals, US获得二氯甲烷(DCM)和丙酮(ACE)。所有的溶剂都是> 99.5%纯度。
使用Beckman Coulter Allegra 21 系列离心机实施离心。在Mettler Toledo NewClassic MF上实施小于200 g的质量测定。使用Denver Instrument XL-3100实施大于200g的质量测定。
通过将聚合物废物添加到Cuisinart搅拌器中并以低水平共混10分钟来实施固体废物的切碎和/或尺寸减小。然后将搅拌器清空到两个筛网的堆叠上。小于250微米的颗粒落下穿过两个筛网并被丢弃。在250微米筛网上收集250至850微米的固体颗粒。将大于850微米的颗粒送回至搅拌器进行进一步的尺寸减小。
在具有约400 mL的尺寸的罐(jar)中实施提取。将固体废物和溶剂介质以15.1 g固体废物/45.8 g溶剂介质的比例添加到罐中。当处理具有高蒸气压力的溶剂(ACE和DCM)时,罐的密封是理想的。在通风柜中,将所有的提取物在(20±1)℃下以50-150 rpm连续搅拌。除非另有说明,使提取物放置过夜并在第二天进行取样。
在提取之后,通过将溶液倒入用具有40 μm孔的滤纸内衬的陶瓷布氏漏斗中来实施将固体从液体中过滤。使液体穿过滤纸,并通过漏斗滴入烧杯中。用具有与在提取程序中使用的溶剂大约相同组成的干净溶剂冲洗残留在漏斗中的固体,以除去任何被溶解的聚合物污染的颗粒间溶液。
通过将约10 mL的样品收集在具有螺帽的玻璃小瓶中来实现离心。将这些小瓶放置在离心机中并且在8,000 rpm下旋转30分钟。
通过将反溶剂或者弱溶剂添加到富含聚合物的溶液中来完成沉淀。对于本实施例,聚合物开始时溶解于DCM中。将丙酮添加到溶液中引起聚合物的沉淀。由于PC是所需的聚合物,因此添加丙酮直到组成为约50/50(按体积计)的DCM/ACE。将溶液搅拌至少一小时以使得完全沉淀。
对于电子废物中的主要聚合物,DCM是强溶剂或者非常好的溶剂,并且相对便宜。ACE是对于聚合物的相对便宜的较弱溶剂或者反溶剂。由于它们的低沸点,ACE和DCM还是相当容易并便宜的经由蒸馏来回收。出于上述原因,使用这两种溶剂是期望的。原则上,使用线性梯度的ACE和DCM的HPLC分析可以用于发现潜在的用于将PC和Br-PC与其它聚合物分离的混合溶剂组成。但是,丙酮的UV吸收在宽的波长范围上盖过(drown out)了来自聚合物的信号。出于该原因,使用基于UV的读数来确定用于提取或者沉淀的溶剂组成的标准HPLC方法是不可用的。通过将纯聚合物标准物置于不同的DCM/ACE组成中并目视观察是否出现任何溶解来确定差异溶解度。其结果示于表1中。
表1
适用于溶解“70%粗品”聚合物样品的溶剂组成。
溶质 溶剂组成 DCM/ACE
Br-PC >50/<50
PC >85/<15
SAN <50/>50
RDP <50/>50
BPADP <50/>50
除PC和ABS之外,存在于70%PC粗品中的主要聚合物构成物在按体积计约50/50的DCM/ACE的溶剂组成下溶解。由于PC直到至少85体积%的DCM都不会溶解并且ABS不溶于DCM,因此具有50/50至84/16体积%的组成的DCM/ACE溶剂配对(pair)可以用于从粗品中提取所有的其它聚合物,留下包含PC和ABS的固体。在第二步骤中,具有按体积计约100/0至约85/15的组成的二元DCM/ACE混合物可以用于从来自第一提取步骤的残留固体中提取纯的PC。在第二提取中,可以通过添加ACE(反溶剂)来使PC沉淀并进一步纯化。替代地,该第二提取可以经历蒸汽沉淀或者其它脱挥发分处理步骤以回收固体PC,并且可以再循环溶剂(ACE和DCM)。
将250-850微米颗粒(15.1克)置于45.8 g的50:50体积比的二元DCM/ACE溶剂介质中。在该溶剂组成中,许多聚合物杂质被提取。这些聚合物杂质包括RDP、BPADP、SAN和一些低分子量PC。BrPC和PC不以任何显著的程度溶解。期望BrPC在这一点上被提取,但其没有出现在溶液中。BrPC可以与PC形成聚集物,其直到PC溶解都不会被除去。由于在第二提取的溶液中发现了BrPC,因此出现了该情况。
在第一提取已经结束之后,将固体颗粒用干净的二元DCM/ACE溶剂介质(50:50体积比)洗涤以除去颗粒间的流体。将固体进行空气干燥,然后添加DCM以从残留的不溶组分中提取PC和BrPC。在第二提取中的液体的组分几乎为纯的PC和BrPC。可能存在非常少量的RDP或者BPADP,但是峰面积低于校准曲线的限制。基于HPLC的结果,溶液是98.6% PC,而余量为BrPC。包括FTIR和离子色谱法的其它测试显示出材料不含溴化聚碳酸酯。可以重复地使用该方法获得纯度> 98%的聚碳酸酯。聚碳酸酯浓度在4小时内达到平衡。
通过添加丙酮来使聚碳酸酯产物沉淀,然后通过滤纸过滤溶液以收集白色固体。
结果:
由傅里叶变换红外辐射(FTIR)确定的产物的纯度为大于99%。对于所述方法的总体质量平衡示于表2中。关于固体的质量平衡闭合。在第一提取中除去了RDP、BPADP、SAN和少量的PC。在第二提取期间,除去了BrPC和大部分PC。
表2
提取程序的质量平衡。
对于多次实验的纯度、收率和溶剂消耗量可以参见于表3中。使用较小的规模实现了较大的收率,这是由于更容易使用滤纸过滤。较大规模的实验经历了滤纸堵塞和溶剂挥发的困难,其导致了较低的收率。纯度在检测方法的限度内已经是相当稳定的。对于较大规模的实验,使用离心替代第二过滤步骤以将收率增加至95%。
表3
多次实验的纯度、收率和溶剂消耗量
*仅可测量的杂质是BrPC,其通过HPLC确定。其它的方法没有显示出BrPC,表明纯度大于99%。
实施例2
通过多步骤提取程序来纯化滚筒筛粗品制剂
材料:
使滚筒筛粗样品经受如实施例1中所述的相同处理,以测试提取处理的鲁棒性(robustness)。滚筒筛粗样品比70% PC粗品包含更多的杂质,包括一些未知的聚合物和染料。在DCM中溶解的滚筒筛粗品是暗蓝色,这是由于粗品中一些塑料的蓝色。
方法 1:
将滚筒筛粗品切碎并筛分成如实施例1中所述的250-850微米颗粒。在第一提取中,将滚筒筛固体添加到DCM/ACE(50:50体积比)的溶液中并搅拌过夜。取出溶液的样品并将其离心。与70% PC粗品不同,来自第一提取的溶液分离成四层:漂浮的粘性固体;清澈的蓝色液体层;轻微混浊的蓝色液体层;和固体砂状层。
方法 2:
将滚筒筛粗品切碎并筛分成如实施例1中所述的250-850微米颗粒。在第一提取中,将滚筒筛固体添加到DCM中并搅拌过夜。取出溶液的样品并将其离心。与70% PC粗品不同,来自第一提取的溶液分离成四层:漂浮的粘性固体;清澈的蓝色液体层;轻微混浊的蓝色液体层;和固体砂状层。
结果:
在方法1的第一提取中,在溶液中存在四种未知聚合物中的三种。除去大量的PS和SAN,以及阻燃剂和任何其它低分子量的聚合物或者染料。出现不同聚合物在两个液相中的一些分配,但在任一相中都不存在高分子量的PC。与70重量% PC粗品相似,在第一提取期间少量的低分子量PC被提取。将底部(包含PC的)固体滤出,并送至如在实施例1中所述的使用纯DCM的第二提取。为了在第二提取之后进一步纯化PC,可以添加沉淀步骤。通过将丙酮添加到来自DCM提取的溶液中,使PC沉淀并且留杂质在溶液中。
在方法2的第一提取中,经由离心除去不溶于DCM的聚合物。经由将丙酮添加到来自方法2的第一提取的液体材料中使包含在液体层中的PC沉淀。添加丙酮以实现由按体积计50/50 DCM/ACE组成的溶剂。经由过滤回收沉淀的PC,并将其用干净的50/50 DCM/ACE洗涤。将该固体PC产物送于分析。
基于FTIR、NMR和水解HPLC测试方法,方法2的滚筒筛产物样品被确定为~99%纯度。通过NMR分析检测出的杂质预估处于~1%的水平。遗憾的是,分析测试不能确定杂质的化学结构。
在描述本发明的上下文中(尤其是在以下权利要求的上下文中)使用术语“一个”、“一种”和“所述”以及类似的指称应被解释为涵盖单数和复数两者,除非在本文中另有说明或者被上下文明确否定。在本文中引述的数值范围仅意在用作单独地指代每个落在所述范围中的单独值的速记方法,除非在本文中另有声明,并且每个单独值被并入本说明书中,如同其单独地在本文中被引述。所有在本文中描述的方法可以任何合适的顺序来实施,除非本文中另有说明或者被上下文明确否定。在本文中提供的任意和所有实例或者示例性的语言(例如“例如”)的使用仅意在用于更好地举例说明本发明,并且不对本发明的范围加以限制,除非另有声明。在本说明书中没有任何语言应被解释为表明任何非要求保护的要素对本发明的实践是必要的。
尽管本发明已经在附图和前面说明书中被详细地举例说明和描述,但是其被认为是示例性的且在特征上是非限制性的,应理解的是仅已经示出和描述了优选的实施方案并且期望保护在本发明的精神内的所有变化和修改。除此之外,所有在本文中引述的参考文献都是指示本领域中的技术水平,并且由此通过引用将其整体并入。

Claims (85)

1.用于回收经纯化的聚合物组合物的方法,其包括:
使包含用于回收的目标聚合物、不同于目标聚合物的第一组分和不同于目标聚合物的第二组分的第一材料与第一溶剂介质在实现将第一组分与目标聚合物和第二组分的液-固相分离的有效条件下接触;和
使包含目标聚合物和第二组分的第二材料与不同于所述第一溶剂介质的第二溶剂介质在实现将第二组分与目标聚合物的液-固相分离的有效条件下接触。
2.用于从多组分聚合共混物材料中回收经纯化的目标聚碳酸酯聚合物的聚合组合物的方法,所述多组分聚合共混物材料包含目标聚碳酸酯聚合物、不同于目标聚碳酸酯聚合物的第一组分和不同于目标聚碳酸酯聚合物的第二组分,所述方法包括:
使包括多组分聚合共混物材料的第一材料与第一溶剂介质在容器中和在实现将第一组分与目标聚碳酸酯聚合物和第二组分的液-固相分离的有效条件下接触;
使包含目标聚碳酸酯聚合物和第二组分的第二材料与不同于所述第一溶剂介质的第二溶剂介质在容器中和在实现将目标聚碳酸酯聚合物与第二组分的液-固相分离的有效条件下接触;和
在将目标聚碳酸酯聚合物与第二组分的液-固相分离之后回收目标聚碳酸酯聚合物。
3.如权利要求1中所述的方法,其中所述目标聚合物是聚碳酸酯聚合物。
4.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述第一材料包含阻燃剂、染料和不同于目标聚合物的聚合物。
5.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述第一组分或所述第二组分包括脱模剂、UV稳定剂、玻璃、抗滴落剂、抗冲改性剂、抗氧化剂、阻燃增效剂、热稳定剂、淬灭剂、磷酸酯稳定剂、颜料、染料、二氧化钛、炭黑、滑石或者不同于目标聚合物的聚合物。
6.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述目标聚合物具有约2,000道尔顿至约500,000道尔顿的重均分子量。
7.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述目标聚合物具有约5,000道尔顿至约250,000道尔顿的重均分子量。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述目标聚合物具有约10,000道尔顿和约100,000道尔顿的重均分子量。
9.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述第一溶剂介质包括卤化溶剂;醇溶剂;含羰基的溶剂;烷烃溶剂;芳族溶剂;四氢呋喃;1,4-二氧杂环己烷;乙腈;或它们的组合。
10.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述第一溶剂介质包括二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、氯苯、二溴甲烷或它们的组合。
11.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述第一溶剂介质包括二氯甲烷。
12.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述第一溶剂介质包括第一有机溶剂和第二有机溶剂,优选其中第一溶剂介质是混合溶剂介质,更优选其中第一溶剂介质是二元溶剂介质。
13.如权利要求12中所述的方法,其中所述第一有机溶剂是卤化溶剂。
14.如权利要求13中所述的方法,其中所述第一有机溶剂是二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、氯苯或二溴甲烷。
15.如权利要求14中所述的方法,其中所述第一有机溶剂是二氯甲烷。
16.如权利要求12至15任一项中所述的方法,其中所述目标聚合物与在第一有机溶剂中相比较少溶于第二有机溶剂中。
17.如权利要求12至16任一项中所述的方法,其中所述第二有机溶剂是醛、酮或醇。
18.如权利要求12至16任一项中所述的方法,其中所述第二有机溶剂是丙酮。
19.如权利要求12至18任一项中所述的方法,其中所述第一溶剂介质的第一有机溶剂与第二有机溶剂的体积比为约9:1至约1:9。
20.如权利要求12至19任一项中所述的方法,其中所述第一溶剂介质的第一有机溶剂与第二有机溶剂的体积比为约7:3至约3:7。
21.如前述权利要求任一项中所述的方法,其还包括在接触第一材料的所述步骤之后将包含第一组分的材料与包含目标聚合物和第二组分的材料分离。
22.如权利要求21中所述的方法,其中所述分离包括过滤、浮选、倾析、离心、蒸发或它们的任意组合。
23.如权利要求21或22中所述的方法,其中所述包含第一组分的材料是液体材料,并且包含目标聚合物和第二组分的材料是固体材料。
24.如权利要求21或22中所述的方法,其中所述包含第一组分的材料是固体材料,并且包含目标聚合物和第二组分的材料是液体材料。
25.如前述权利要求任一项中所述的方法,其还包括在接触第二材料的所述步骤之后将包含第二组分的材料与包含目标聚合物的材料分离。
26.如权利要求25中所述的方法,其中所述分离包括过滤、浮选、倾析、离心、蒸发或它们的任意组合。
27.如权利要求25或26中所述的方法,其中所述包含第二组分的材料是液体材料,并且包含目标聚合物的材料是固体材料。
28.如权利要求25或26中所述的方法,其中所述包含第二组分的材料是固体材料,并且包含目标聚合物的材料是液体材料。
29.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述第二溶剂介质包括卤化溶剂;醇溶剂;含羰基的溶剂;烷烃溶剂;芳族溶剂;四氢呋喃;1,4-二氧杂环己烷;乙腈;或它们的组合。
30.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述第二溶剂介质包括二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、氯苯、二溴甲烷或它们的组合。
31.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述第二溶剂介质包括二氯甲烷。
32.如权利要求31中所述的方法,其中所述第二溶剂介质基本上由二氯甲烷组成。
33.如前述权利要求任一项中所述的方法,其还包括在接触第二材料的所述步骤之后回收目标聚合物,其中所述回收包括使目标聚合物从其中使目标聚合物溶剂化的液体级分中沉淀。
34.如权利要求33中所述的方法,其中所述沉淀包括将其中使目标聚合物溶剂化的液体级分改性以导致目标聚合物较少溶于其中。
35.如权利要求34中所述的方法,其中所述改性包括将用于目标聚合物的反溶剂添加到液体级分中。
36.如权利要求35中所述的方法,其中所述反溶剂包括丙酮、甲醇、正己烷、己烷、乙酸乙酯、乙醇、苯、甲基乙基酮、乙腈、异丙醇、正庚烷、甲苯或甘油。
37.如权利要求36中所述的方法,其中所述反溶剂包括丙酮。
38.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述接触第一材料和所述接触第二材料的步骤在约5℃至约35℃的温度和在约0.5大气压至约350大气压的压力下实施。
39.如权利要求38中所述的方法,其中所述温度为约15℃至约30℃,并且所述压力为约1大气压至10大气压。
40.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述接触第一材料和所述接触第二材料的步骤彼此在约10℃范围内的温度下实施。
41.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述接触第一材料和所述接触第二材料的步骤彼此在约10大气压范围内的压力下实施。
42.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述第一溶剂介质溶解第一组分但不溶解第二组分或目标聚合物。
43.如权利要求42中所述的方法,其中所述第一溶剂介质是混合溶剂介质。
44.如前述权利要求任一项中所述的方法,其中所述第一材料包括其中目标聚合物与第一组分和第二组分形成整体的固体的多组分聚合物共混物材料。
45.如权利要求1中所述的方法,其中所述目标聚合物是聚碳酸酯,第一组分是阻燃剂或染料,并且第二组分是不同于目标聚碳酸酯的聚合物。
46.如权利要求45中所述的方法,其中所述不同于目标聚碳酸酯的聚合物是苯乙烯-丙烯腈聚合物,或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物。
47.如权利要求45或46中所述的方法,其中所述第一组分是阻燃剂。
48.如权利要求47中所述的方法,其中所述阻燃剂是溴代聚碳酸酯、间苯二酚二苯基磷酸酯或者双酚-A二苯基磷酸酯。
49.通过根据权利要求1至48任一项中所述的方法来制备的经纯化的聚合组合物。
50.用于制造聚合共混物材料的方法,其包括制备根据权利要求48所述的经纯化的聚合组合物与至少一种额外组分的共混物。
51.用于制造产品的方法,其包括使根据权利要求49所述的包含聚合组合物的聚合共混物材料成型成制品。
52.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述第一组分或所述第二组分包括脱模剂、UV稳定剂、玻璃、抗滴落剂、抗冲改性剂、抗氧化剂、阻燃增效剂、热稳定剂、淬灭剂、磷酸酯稳定剂、颜料、染料、二氧化钛、炭黑、滑石或者不同于目标聚合物的聚合物。
53.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述目标聚合物具有约5,000道尔顿至约250,000道尔顿的重均分子量。
54.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述第一溶剂介质包括二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、氯苯、二溴甲烷或它们的组合。
55.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述第一溶剂介质包括二氯甲烷。
56.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述第一溶剂介质包括第一有机溶剂和第二有机溶剂,优选其中第一溶剂介质是混合溶剂介质,更优选其中第一溶剂介质是二元溶剂介质。
57.如权利要求56中所述的方法,其中所述第一有机溶剂是卤化溶剂。
58.如权利要求57中所述的方法,其中所述第一有机溶剂是二氯甲烷。
59.如权利要求57中所述的方法,其中所述目标聚合物与在第一有机溶剂中相比较少溶于第二有机溶剂中。
60.如权利要求58中所述的方法,其中所述第二有机溶剂是醛、酮或醇。
61.如权利要求60中所述的方法,其中所述第二有机溶剂是丙酮。
62.如权利要求61中所述的方法,其中所述第一溶剂介质的第一有机溶剂与第二有机溶剂的体积比为约7:3至约3:7。
63.如权利要求1或2中所述的方法,其还包括在接触第一材料的所述步骤之后将包含第一组分的材料与包含目标聚合物和第二组分的材料分离。
64.如权利要求63中所述的方法,其中包含第一组分的材料是液体材料,并且包含目标聚合物和第二组分的材料是固体材料。
65.如权利要求63中所述的方法,其中包含第一组分的材料是固体材料,并且包含目标聚合物和第二组分的材料是液体材料。
66.如权利要求1或2中所述的方法,其还包括在接触第二材料的所述步骤之后将包含第二组分的材料与包含目标聚合物的材料分离。
67.如权利要求66中所述的方法,其中包含第二组分的材料是液体材料,并且包含目标聚合物的材料是固体材料。
68.如权利要求66中所述的方法,其中包含第二组分的材料是固体材料,并且包含目标聚合物的材料是液体材料。
69.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述第二溶剂介质包括二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、氯苯、二溴甲烷或它们的组合。
70.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述第二溶剂介质包括二氯甲烷。
71.如权利要求70中所述的方法,其中所述第二溶剂介质基本上由二氯甲烷组成。
72.如权利要求1或2中所述的方法,其还包括在接触第二材料的所述步骤之后回收目标聚合物,其中所述回收包括使目标聚合物从其中使目标聚合物溶剂化的液体级分中沉淀。
73.如权利要求72中所述的方法,其中所述沉淀包括将其中使目标聚合物溶剂化的液体级分改性以导致目标聚合物较少溶于其中。
74.如权利要求73中所述的方法,其中所述改性包括将用于目标聚合物的反溶剂添加到液体级分中。
75.如权利要求74中所述的方法,其中所述反溶剂包括丙酮、甲醇、正己烷、己烷、乙酸乙酯、乙醇、苯、甲基乙基酮、乙腈、异丙醇、正庚烷、甲苯或甘油。
76.如权利要求75中所述的方法,其中所述反溶剂包括丙酮。
77.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述接触第一材料和所述接触第二材料的步骤在约5℃至约35℃的温度和在约0.5大气压至约350大气压的压力下实施。
78.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述接触第一材料和所述接触第二材料的步骤彼此在约10℃范围内的温度下实施。
79.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述接触第一材料和所述接触第二材料的步骤彼此在10大气压范围内的压力下实施。
80.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述第一溶剂介质溶解第一组分但不溶解第二组分或目标聚合物。
81.如权利要求80中所述的方法,其中所述第一溶剂介质是混合溶剂介质。
82.如权利要求1或2中所述的方法,其中所述第一材料包括其中目标聚合物与第一组分和第二组分形成整体的固体的多组分聚合物共混物材料。
83.通过根据权利要求1或2中所述的方法来制备的经纯化的聚合组合物。
84.用于制造聚合共混物材料的方法,其包括制备根据权利要求83中所述的经纯化的聚合组合物与至少一种额外组分的共混物。
85.用于制造产品的方法,其包括使根据权利要求84中所述的包含聚合组合物的聚合共混物材料成型成制品。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108164746A (zh) * 2017-12-27 2018-06-15 赵洋 废旧聚砜类膜产品的再生加工工艺

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020082184A1 (en) 2018-10-26 2020-04-30 Polystyvert Inc. Processes for recycling polystyrene waste and/or polystyrene copolymer waste
MX2023001613A (es) * 2020-08-07 2023-03-22 Apk Ag Método de pretratamiento de plástico y reciclaje de plástico basado en disolvente.
EP4019576A1 (en) 2020-12-28 2022-06-29 Trinseo Europe GmbH Recycling method for elastomer toughened thermoplastic polymers
EP4098688A1 (en) 2021-06-01 2022-12-07 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast- Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Efficient separation of polycarbonate from mixed plastics
WO2024143358A1 (ja) * 2022-12-26 2024-07-04 三菱ケミカル株式会社 リサイクルポリカーボネート樹脂及びその製造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4423207A (en) * 1980-12-18 1983-12-27 General Electric Company Process for recovery of solid thermoplastic resins from solutions thereof in organic solvents
US4892931A (en) * 1984-07-07 1990-01-09 Bayer Aktiengesellschaft Purification of polycarbonate with extractant/swelling agent and elevated pressure and temperature
US5233021A (en) * 1992-05-13 1993-08-03 Georgia Tech Research Corporation Recycling of polymeric materials from carpets and other multi-component structures by means of supercritical fluid extraction
US5278282A (en) * 1989-09-11 1994-01-11 Rensselaer Polytechnic Institute Polymer recycling by selective dissolution
EP0894818A1 (de) * 1997-07-29 1999-02-03 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. Verfahren zur Wiedergewinnung von löslichen Polymeren oder Polymerengemischen aus kunststoffhaltigen Materialien
US20030191202A1 (en) * 2000-08-11 2003-10-09 Andreas Maurer Method for separating and recovering target polymers and their additives from a material containing polymers
CN102675684A (zh) * 2011-03-09 2012-09-19 丁春艳 从聚碳酸酯共混改性材料中提取聚碳酸酯的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4423207A (en) * 1980-12-18 1983-12-27 General Electric Company Process for recovery of solid thermoplastic resins from solutions thereof in organic solvents
US4892931A (en) * 1984-07-07 1990-01-09 Bayer Aktiengesellschaft Purification of polycarbonate with extractant/swelling agent and elevated pressure and temperature
US5278282A (en) * 1989-09-11 1994-01-11 Rensselaer Polytechnic Institute Polymer recycling by selective dissolution
US5233021A (en) * 1992-05-13 1993-08-03 Georgia Tech Research Corporation Recycling of polymeric materials from carpets and other multi-component structures by means of supercritical fluid extraction
EP0894818A1 (de) * 1997-07-29 1999-02-03 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. Verfahren zur Wiedergewinnung von löslichen Polymeren oder Polymerengemischen aus kunststoffhaltigen Materialien
US20030191202A1 (en) * 2000-08-11 2003-10-09 Andreas Maurer Method for separating and recovering target polymers and their additives from a material containing polymers
CN102675684A (zh) * 2011-03-09 2012-09-19 丁春艳 从聚碳酸酯共混改性材料中提取聚碳酸酯的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108164746A (zh) * 2017-12-27 2018-06-15 赵洋 废旧聚砜类膜产品的再生加工工艺

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