CN110590534B - 一种选择性催化降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于固体废弃物材料回收领域,具体涉及一种选择性催化降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法。本发明主要解决了目前降解不饱和聚酯树脂方法存在催化剂成本高、反应条件苛刻等问题。本发明将不饱和聚酯树脂废料与反应溶液、有机酸催化剂配成降解体系,并置于密闭容器中,进行降解反应;降解完成后,向冷却的降解体系中加入热水,使得苯乙烯‑马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯‑马来酸酐共聚物固体干燥回收,蒸出水和反应溶剂,不饱和二元酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的不饱和二元酸;向滤液中加入萃取剂,萃取分液,回收萃取剂,得到二元醇及其衍生物和回收的有机酸催化剂。本发明具有成本低,回收条件温和,便于分离的优点。

Description

一种选择性催化降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法
技术领域
本发明属于固体废弃物材料回收领域,具体涉及一种选择性催化降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法。
技术背景
不饱和聚酯树脂是近代塑料工业发展中的一个重要品种,在工业、农业、交通、建筑以及国防工业方面有广泛的应用。不饱和聚酯树脂是固化的热固性塑料,不溶不熔,具有良好的化学稳定性和热稳定性。随着不饱和树脂行业的发展,国内产能也上升到新的高度。与此同时,不饱和聚酯树脂生产所产生的大量的边角料无法得到良好的处理回收,不仅是对资源的一种严重浪费,也造成了环境污染等问题。因此,寻找一种合适的不饱和聚酯树脂的回收方法已经成为亟待解决的问题。
目前,不饱和聚酯树脂的回收方法主要有机械回收、热回收和化学回收。机械回收的方法主要将不饱和聚酯树脂研磨粉碎,作为填充剂添加到新材料中以增强材料的机械性能。这种方法虽然简单快捷,但是回收利用的附加值不高。热回收的方法是利用热解等方式通过高温将树脂中的化学键无规断裂,形成小分子的油料,这种方法不仅能耗高,而且在反应过程中会释放大量有毒气体,污染环境。化学方法回收不饱和聚酯树脂,回收条件相对温和,回收率高,是目前最有效的回收利用方法。专利CN 108484971 A的专利公开了一种微波辅助超临界回收树脂基碳纤维预浸料中碳纤维的方法,该发明采用低沸点易挥发中强酸、中强碱与醇类有机试剂混合配成超临界流体,辅助以微波方法,可去除树脂基碳纤维废料中所涂覆的树脂。专利CN 107254021公开了一种热固性不饱和聚酯树脂废料的再生改性方法,该发明以热固性的不饱和聚酯树脂废料颗粒为基底,以丙烯酸酯类单体为改性单体,在以1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯等为催化剂和醇解剂存在的条件下通过酯交换反应解交联降解成线性高分子。专利CN 95106464公开了一种不饱和聚酯树脂废料的再生方法和装置,该发明利用二元醇降解不饱和聚酯树脂废料,制得含二元醇的原料。专利CN104326907公开了一种降解回收不饱和聚酯树脂材料的方法,该发明利用金属离子做催化剂,通过酰基交换反应降解不饱和聚酯树脂。该专利使用配位不饱和或者弱配位的L酸金属离子做催化剂,金属离子催化剂不仅活性低,催化剂用量大,而且催化剂在反应前后发生变化(Green Chem.,2015,17,4527–4532),并且饱和二元醇的二乙酸酯在该体系中不稳定,容易发生副反应,因此无法将饱和二元醇及其衍生物结构完整保留下来。综上所述,目前所使用的方法虽然可以降解不饱和聚酯树脂,但是存在催化剂成本高,反应条件苛刻等问题。
发明内容
本发明针对目前降解不饱和聚酯树脂方法中存在的问题,提供一种成本低、回收条件温和的催化降解不饱和聚酯树脂材料,并回收高附加值的小分子化合物的方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种选择性降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法,包括如下步骤:
将不饱和聚酯树脂废料与反应溶液、有机酸催化剂配成降解体系,并置于密闭容器中,进行降解反应;降解完成后,向冷却的降解体系中加入热水,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收;蒸出水和反应溶剂,不饱和二元酸以结晶形式析出;过滤,水洗沉淀得到纯净的不饱和二元酸;向滤液中加入萃取剂,萃取分液,回收萃取剂,得到二元醇及其衍生物和回收的有机酸催化剂。
Figure BDA0002042425680000031
上述降解反应所得苯乙烯-马来酸酐共聚物的结构式,其中n=1~5。
有机酸催化剂为常用的酰基交换和酯水解反应的催化剂,有机酸催化剂不仅有很高的催化活性,而且能够很好的溶解在反应溶液中,能够随反应溶剂进入不饱和聚酯树脂的三维网状结构中,便于发挥其催化效果。
进一步,所述有机酸催化剂为能电离出氢离子的含有磺酸基、羧基的有机酸,优选十二烷基苯磺酸或对甲苯磺酸。B酸与L酸相比,有更高的催化活性,催化剂用量更少。
再进一步,所述反应溶液为冰乙酸、冰乙酸的水溶液、四氢呋喃水溶液或1,4-二氧六环水溶液中的一种。上述反应溶液不仅对不饱和聚酯树脂有很好的溶胀效果,而且可以充分溶解催化剂,有利于提高催化效果。
更进一步,所述反应溶液的质量分数为30%~100%。该比例的反应溶液对不饱和聚酯树脂有很好的溶胀作用,有利于催化剂进入交联树脂的三维网状结构,催化反应进行。
更进一步,所述不饱和聚酯树脂废料、反应溶液、有机酸催化剂的质量比为10:50~500:1~10。当不饱和聚酯树脂废料与反应溶液的质量比小于10:50时,反应溶液无法充分溶胀不饱和聚酯树脂,不利于催化剂进入不饱和聚酯树脂的三维网状结构,降低催化效果;当不饱和聚酯树脂废料与反应溶液的质量比大于10:500时,降解产物相对含量低,不利于后续分离。当不饱和聚酯树脂废料与有机酸催化剂的质量比低于10:1时,有机酸催化剂的浓度过低,无法发挥其催化作用;当不饱和聚酯树脂废料与有机酸催化剂的质量比高于10:10时,有机酸催化剂过量,造成不必要的浪费,而且会发生副反应,不利于后续分离步骤的进行。
更进一步,所述降解反应的温度为100~250℃,反应时间为10min~48h。当反应温度低于100℃时,降解反应基本不会发生,而高于250℃时,有副反应发生。
更进一步,所述加入热水的温度为40~80℃,热水的加入量为反应溶液质量的3-5倍。热水可以增大不饱和二元酸的溶解度,使不饱和二元酸充分溶解在水相中,便于后续分离。
更进一步,所述萃取剂为弱极性有机溶剂,优选石油醚、环己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯或乙酸乙酯中的一种或几种任意比的混合物。上述弱极性有机溶剂对饱和二元醇衍生物或催化剂有很好的溶解度,因此可以用于分离饱和二元醇及其衍生物和有机酸催化剂。
本发明降解产物中的不饱和二元酸包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸中的一种或几种,不饱和二元酸以结晶形式析出。本发明可以得到纯净的不饱和二元酸结晶,便于后续重新利用。
本发明降解产物中的饱和二元醇及其衍生物包括1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇及其二乙酸酯中的一种或几种。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1)本发明所使用的催化剂用量少,并且价格低廉,催化效率高,可以降低回收成本;
2)本发明所用溶剂成本低,而且沸点低,容易分离回收;
3)本发明降解产物中的不饱和二元酸、饱和二元醇可直接作为原料进行不饱和聚酯树脂的再合成;
4)在本发明所述的降解条件下,降解率可达80%~100%;
5)本发明所得到的苯乙烯-马来酸酐共聚物的分子量为10000~20000g/mol。
附图说明
图1为不饱和聚酯树脂与降解产物的红外图谱。(a)不饱和聚酯树脂;(b)饱和二元醇及其衍生物;(c)不饱和二元酸;(d)苯乙烯-马来酸酐共聚物。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
将4g不饱和聚酯树脂废料与40g浓度为95wt%乙酸水溶液、1g对甲苯磺酸配成不饱和聚酯树脂降解体系,并置于水热釜中,180℃反应12h进行降解反应。降解完成后,向冷却的降解体系中加入40℃热水160g,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收,130℃蒸出水和乙酸,邻苯二甲酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的邻苯二甲酸;向滤液中加入三氯甲烷,萃取分液,乙二醇二乙酸酯进入萃取相,回收三氯甲烷,得到乙二醇二乙酸酯和回收的对甲苯磺酸催化剂。其中苯乙烯-马来酸酐共聚物1.9g,分子量为12000g/mol,1g邻苯二甲酸,1g乙二醇二乙酸酯,回收对甲苯磺酸催化剂0.9g,降解率97.5%。
实施例2
将4g不饱和聚酯树脂废料与200g70wt%四氢呋喃水溶液、4g对甲苯磺酸配成不饱和聚酯树脂降解体系,并置于水热釜中,250℃反应48h进行降解反应。降解完成后,向冷却的降解体系中加入80℃热水1000g,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收,110℃蒸出水和四氢呋喃,对苯二甲酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的对苯二甲酸;向滤液中加入苯,萃取分液,对甲苯磺酸进入萃取相,回收苯,得到1,2-丙二醇和回收的对甲苯磺酸催化剂。其中苯乙烯-马来酸酐共聚物1.8g,分子量为20000g/mol,1.2g对苯二甲酸,1g1,2-丙二醇,回收对甲苯磺酸催化剂3.8g,降解率100%。
实施例3
将4g不饱和聚酯树脂废料与20g30wt%1,4-二氧六环水溶液、0.4g十二烷基苯磺酸配成不饱和聚酯树脂降解体系,并置于水热釜中,100℃反应48h进行降解反应。降解完成后,向冷却的降解体系中加入60℃热水60g,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收,110℃蒸出水和1,4-二氧六环,间苯二甲酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的间苯二甲酸;向滤液中加入甲苯,萃取分液,十二烷基苯磺酸进入萃取相,回收甲苯,得到一缩二乙二醇和回收的十二烷基苯磺酸催化剂。其中苯乙烯-马来酸酐共聚物1.6g,分子量为10000g/mol,0.7g间苯二甲酸,0.9g一缩二乙二醇,回收十二烷基苯磺酸0.35g,降解率80%。
实施例4
将4g不饱和聚酯树脂废料与40g冰乙酸、0.75g对甲苯磺酸配成不饱和聚酯树脂降解体系,并置于水热釜中,250℃反应10min进行降解反应。降解完成后,向冷却的降解体系中加入70℃热水200g,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收,130℃蒸出水和乙酸,邻苯二甲酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的邻苯二甲酸;向滤液中加入二氯甲烷,萃取分液,1,3-丙二醇二乙酸酯进入萃取相,回收二氯甲烷,得到1,3-丙二醇二乙酸酯和回收的对甲苯磺酸催化剂。其中苯乙烯-马来酸酐共聚物1.6g,分子量为13600g/mol,0.8g邻苯二甲酸,0.8g1,3-丙二醇二乙酸酯,回收对甲苯磺酸0.7g,降解率80%。
实施例5
将4g不饱和聚酯树脂废料与50g浓度为90wt%乙酸水溶液、2g十二烷基苯磺酸配成不饱和聚酯树脂降解体系,并置于水热釜中,160℃反应36h进行降解反应。降解完成后,向冷却的降解体系中加入40℃热水150g,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收,130℃蒸出水和乙酸,邻苯二甲酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的邻苯二甲酸;向滤液中加入乙酸乙酯,萃取分液,一缩二丙二醇二乙酸酯进入萃取相,回收乙酸乙酯,得到一缩二丙二醇二乙酸酯和回收的十二烷基苯磺酸催化剂。其中苯乙烯-马来酸酐共聚物1.9g,分子量为18000g/mol,1g邻苯二甲酸,1g一缩二丙二醇二乙酸酯,回收十二烷基苯磺酸催化剂1.9g,降解率97.5%。
实施例6
将4g不饱和聚酯树脂废料与20g浓度为85wt%乙酸水溶液、1g对甲苯磺酸配成不饱和聚酯树脂降解体系,并置于水热釜中,170℃反应18h进行降解反应。降解完成后,向冷却的降解体系中加入70℃热水80g,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收,130℃蒸出水和乙酸,间苯二甲酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的间苯二甲酸;向滤液中加入环己烷,萃取分液,乙二醇二乙酸酯进入萃取相,回收环己烷,得到乙二醇二乙酸酯和回收的对甲苯磺酸催化剂。其中苯乙烯-马来酸酐共聚物1.9g,分子量为19800g/mol,1g间苯二甲酸,1.1g乙二醇二乙酸酯,回收对甲苯磺酸催化剂0.9g,降解率100%。
实施例7
将4g不饱和聚酯树脂废料与60g浓度为96wt%乙酸水溶液、3g对甲苯磺酸配成不饱和聚酯树脂降解体系,并置于水热釜中,100℃反应48h进行降解反应。降解完成后,向冷却的降解体系中加入60℃热水300g,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收,130℃蒸出水和乙酸,对苯二甲酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的对苯二甲酸;向滤液中加入石油醚,萃取分液,1,2-丙二醇二乙酸酯进入萃取相,回收石油醚,得到1,2-丙二醇二乙酸酯和回收的对甲苯磺酸催化剂。其中苯乙烯-马来酸酐共聚物1.8g,分子量为18500g/mol,1g邻苯二甲酸,1g1,2-丙二醇二乙酸酯,回收对甲苯磺酸催化剂2.9g,降解率95%。
实施例8
将4g不饱和聚酯树脂废料与20g45wt%1,4-二氧六环水溶液、0.4g对甲苯磺酸配成不饱和聚酯树脂降解体系,并置于水热釜中,130℃反应48h进行降解反应。降解完成后,向冷却的降解体系中加入80℃热水80g,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收,110℃蒸出水和1,4-二氧六环,间苯二甲酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的间苯二甲酸;向滤液中加入甲苯,萃取分液,对甲苯磺酸进入萃取相,回收甲苯,得到一缩二乙二醇和回收的对甲苯磺酸催化剂。其中苯乙烯-马来酸酐共聚物1.6g,分子量为13500g/mol,0.7g间苯二甲酸,0.9g一缩二乙二醇,回收对甲苯磺酸0.35g,降解率80%。
实施例9
将4g不饱和聚酯树脂废料与200g50wt%1,4-二氧六环水溶液、0.4g十二烷基苯磺酸配成不饱和聚酯树脂降解体系,并置于水热釜中,150℃反应36h进行降解反应。降解完成后,向冷却的降解体系中加入70℃热水600g,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收,110℃蒸出水和1,4-二氧六环,对苯二甲酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的对苯二甲酸;向滤液中加入甲苯,萃取分液,十二烷基苯磺酸进入萃取相,回收甲苯,得到1,3-丙二醇和回收的十二烷基苯磺酸催化剂。其中苯乙烯-马来酸酐共聚物2g,分子量为20000g/mol,0.7g对苯二甲酸,0.9g1,3-丙二醇,回收十二烷基苯磺酸0.35g,降解率90%。
实施例10
将4g不饱和聚酯树脂废料与70g30wt%1,4-二氧六环水溶液、4g对甲苯磺酸配成不饱和聚酯树脂降解体系,并置于水热釜中,250℃反应10min进行降解反应。降解完成后,向冷却的降解体系中加入60℃热水350g,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收,110℃蒸出水和1,4-二氧六环,邻苯二甲酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的邻苯二甲酸;向滤液中加入甲苯,萃取分液,对甲苯磺酸进入萃取相,回收甲苯,得到一缩二丙二醇和回收的对甲苯磺酸催化剂。其中苯乙烯-马来酸酐共聚物1.7g,分子量为14400g/mol,0.7g邻苯二甲酸,0.8g一缩二丙二醇,回收对甲苯磺酸3.8g,降解率80%。
实施例11
将4g不饱和聚酯树脂废料与20g70wt%四氢呋喃水溶液、0.8g对甲苯磺酸配成不饱和聚酯树脂降解体系,并置于水热釜中,220℃反应20h进行降解反应。降解完成后,向冷却的降解体系中加入80℃热水80g,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收,110℃蒸出水和四氢呋喃,邻苯二甲酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的邻苯二甲酸;向滤液中加入苯,萃取分液,对甲苯磺酸进入萃取相,回收苯,得到1,2-丙二醇和回收的对甲苯磺酸催化剂。其中苯乙烯-马来酸酐共聚物1.8g,分子量为17500g/mol,1.2g邻苯二甲酸,1g1,2-丙二醇,回收对甲苯磺酸催化剂0.7g,降解率100%。
实施例12
将4g不饱和聚酯树脂废料与200g70wt%四氢呋喃水溶液、4g十二烷基苯磺酸配成不饱和聚酯树脂降解体系,并置于水热釜中,250℃反应48h进行降解反应。降解完成后,向冷却的降解体系中加入80℃热水1000g,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收,110℃蒸出水和四氢呋喃,间苯二甲酸以结晶形式析出,过滤,水洗沉淀得到纯净的间苯二甲酸;向滤液中加入苯,萃取分液,十二烷基苯磺酸进入萃取相,回收苯,得到1,2-丙二醇和回收的十二烷基苯磺酸催化剂。其中苯乙烯-马来酸酐共聚物2g,分子量为20000g/mol,1g对苯二甲酸,0.8g1,2-丙二醇,回收十二烷基苯磺酸催化剂3.8g,降解率95%。
上述实施例中的甲苯磺酸还可以用其它有机酸催化剂代替,包括能电离出氢离子的含有磺酸基、羧基的有机酸,或十二烷基苯磺酸。
上述实施例中的冰乙酸、冰乙酸的水溶液、四氢呋喃水溶液还可以用1,4-二氧六环水溶液代替。
上述实施例中的二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯还可以用其它弱极性有机溶剂萃取剂代替,包括石油醚、环己烷或乙酸乙酯中的一种或几种任意比的混合物。
图1为本发明不饱和聚酯树脂与降解产物的红外图谱。(a)不饱和聚酯树脂;(b)饱和二元醇及其衍生物;(c)不饱和二元酸;(d)苯乙烯-马来酸酐共聚物。
通过图1可知,(a)不饱和聚酯树脂中主要通过酯键相连(1733cm-1、1290cm-1为酯键C=O、C-O特征吸收),通过降解过程,生成(b)饱和二元醇及其二乙酸酯(1730cm-1为二乙酸酯C=O伸缩振动)和(c)不饱和二元酸(1681cm-1为芳基共轭羧酸C=O伸缩振动)与(d)苯乙烯-马来酸酐共聚物(1780cm-1、1857cm-1为C=O伸缩振动,1708cm-1说明-COOH存在)三种产物,说明降解过程确实使酯键断裂,生成了含-COOH,以及饱和二元醇二乙酸酯的分子。
表1为本发明降解产物不饱和聚酯树脂与苯乙烯-马来酸酐共聚物元素分析。
表1
Figure BDA0002042425680000111
通过表1可知苯乙烯-马来酸酐共聚物较不饱和聚酯树脂碳元素、氢元素含量有所提高,含氧量下降,说明不饱和聚酯树脂中含氧组分有所丢失(如饱和二元醇及不饱和二元酸),进一步说明通过降解过程,可以使不饱和聚酯树脂的酯键发生断裂。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种选择性降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法,其特征在于:包括如下步骤:
将不饱和聚酯树脂废料与反应溶液、有机酸催化剂配成降解体系,并置于密闭容器中,进行降解反应;降解完成后,向冷却的降解体系中加入热水,使得苯乙烯-马来酸酐共聚物析出,过滤后,苯乙烯-马来酸酐共聚物固体干燥回收;蒸出水和反应溶剂,不饱和二元酸以结晶形式析出;过滤,水洗沉淀得到纯净的不饱和二元酸;向滤液中加入萃取剂,萃取分液,回收萃取剂,得到二元醇及其衍生物和回收的有机酸催化剂;
所述有机酸催化剂为能电离出氢离子的含有磺酸基的有机酸;
所述反应溶液为冰乙酸、冰乙酸的水溶液、四氢呋喃水溶液或1,4-二氧六环水溶液中的一种。
2.根据权利要求1所述的选择性降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法,其特征在于:所述能电离出氢离子的含有磺酸基的有机酸为十二烷基苯磺酸或对甲苯磺酸。
3.根据权利要求1所述的选择性降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法,其特征在于:所述反应溶液的质量分数为30%~100%。
4.根据权利要求3所述的选择性降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法,其特征在于:所述不饱和聚酯树脂废料、反应溶液、有机酸催化剂的质量比为10:50~500:1~10。
5.根据权利要求4所述的选择性降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法,其特征在于:所述降解反应的温度为100~250℃,反应时间为10min~48h。
6.根据权利要求5所述的选择性降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法,其特征在于:所述加入热水的温度为40~80℃,热水的加入量为反应溶液质量的3-5倍。
7.根据权利要求1-6任一项所述的选择性降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法,其特征在于:所述萃取剂为弱极性有机溶剂。
8.根据权利要求7所述的选择性降解回收不饱和聚酯树脂废料的方法,其特征在于:所述弱极性有机溶剂为石油醚、环己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯或乙酸乙酯中的一种或几种任意比的混合物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111777489A (zh) * 2020-07-08 2020-10-16 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种催化聚对苯二甲酸乙二醇酯废料的降解方法
CN111675827A (zh) * 2020-07-15 2020-09-18 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种催化降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法
CN111777566A (zh) * 2020-07-15 2020-10-16 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种两步法降解废旧密胺树脂回收三聚氰胺的方法
CN111747901A (zh) * 2020-07-15 2020-10-09 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种选择性断开密胺树脂中c-n键的方法
CN112574470B (zh) * 2020-12-08 2021-11-19 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种催化降解环氧乙烯基酯树脂的方法
CN112604622B (zh) * 2020-12-08 2022-02-18 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种微波降解不饱和聚酯树脂的方法
CN112480471B (zh) * 2020-12-08 2021-11-19 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法
CN114907211A (zh) * 2021-02-10 2022-08-16 上海科技大学 一种聚酯的降解方法
CN113831588B (zh) * 2021-09-17 2024-03-22 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种水相体系降解不饱和聚酯树脂材料制化学品的方法
CN115895212A (zh) * 2022-12-21 2023-04-04 扬州集飞新材料科技有限公司 一种阻燃耐磨pbt复合材料及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104326907B (zh) * 2014-10-22 2016-03-02 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种降解回收不饱和聚酯树脂材料的方法
CN105153461A (zh) * 2015-10-13 2015-12-16 常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司 环氧树脂复合材料回收工艺
CN107216481B (zh) * 2017-06-28 2020-05-01 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种制备苯乙烯马来酸酐嵌段共聚物sma树脂的方法

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