TWI832334B - 合成再生塑膠之單體組成物、其製備方法以及使用其所製之再生塑膠與模製物 - Google Patents

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Abstract

本發明是關於一種含有經由藉由聚碳酸酯類樹脂的化學 分解進行再生而回收的高純度芳族二醇化合物的合成再生塑膠之單體組成物、其製備方法以及使用其所製之再生塑膠與模製物。

Description

合成再生塑膠之單體組成物、其製備方法以及使 用其所製之再生塑膠與模製物
本發明是關於一種含有經由藉由聚碳酸酯類樹脂的化學分解進行再生而回收的高純度芳族二醇化合物的合成再生塑膠之單體組成物、其製備方法以及使用其所製之再生塑膠與模製物。
此外，本發明是關於一種含有經由藉由聚碳酸酯類樹脂的化學分解進行再生而回收的具有高附加值的副產物的合成再生塑膠之單體組成物、其製備方法以及使用其所製之再生塑膠與模製物。
相關申請的交叉參考
本申請案主張在韓國智慧財產局在2021年9月13日申請的韓國專利申請案第10-2021-0122001號、2021年9月13日申請的韓國專利申請案第10-2021-0122002號、2021年9月13日申請的韓國專利申請案第10-2021-0122003號、2021年9月13日申請的韓國專利申請案第10-2021-0122004號、2021年9月29日申請的韓國專利申請案第10-2021-0128892號以及2021年10月13日申請的韓國專利申請案第10-2021-0136153號的權益，所述申請 案的全部內容以引用的方式併入本文中。
聚碳酸酯為熱塑性聚合物，且為具有極佳特性(諸如極佳透明度、延展性以及相對較低製造成本)的塑膠。
儘管聚碳酸酯廣泛用於各種目的，但廢料處理期間的環境及健康問題已持續增多。
目前，進行物理再生方法，但在此情況下，出現伴隨品質劣化的問題，且因此，進行關於聚碳酸酯的化學再生的研究。
聚碳酸酯的化學分解是指經由聚碳酸酯的分解獲得芳族二醇化合物作為單體(例如，雙酚A(BPA))，且接著在聚合中再次利用其以獲得高純度聚碳酸酯。
對於此類化學分解，通常已知熱分解、水解以及醇分解。其中，最常見方法為使用鹼催化劑的醇分解，但在甲醇分解的情況下，存在使用對人體有害的甲醇的問題，且在乙醇的情況下，存在需要高溫及高壓條件且產率不高的問題。
此外，儘管已知使用有機催化劑的醇分解方法，但其在經濟方面為不利的。
本發明的一個目的為提供一種合成再生塑膠之單體組成物，其可確保經由藉由聚碳酸酯類樹脂的化學分解進行再生而回收的高純度芳族二醇化合物。
本發明的另一目的為提供一種製備合成再生塑膠之單體組成物的方法以及使用合成再生塑膠之單體組成物所製之再生塑膠與模製物。
為達成以上目的，本文提供一種合成再生塑膠之單體組成物，其包括芳族二醇化合物，其中根據以下等式1的雜質比率為1.2%或小於1.2%，其中根據以下等式2的芳族二醇化合物產率大於65%，且其中合成再生塑膠之單體組成物是自聚碳酸酯類樹脂回收的：[等式1]雜質比率={(液相層析上的總峰面積-液相層析上的雙酚A峰面積)/液相層析上的總峰面積}×100，[等式2]產率(%)=W1/W0
在等式2中，W0為在聚碳酸酯類樹脂的100%分解期間獲得的所述芳族二醇化合物的質量，且W1為實際獲得的所述芳族二醇化合物的質量。
本文亦提供一中製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，所述方法包括以下步驟：使聚碳酸酯類樹脂解聚合；添加鹼以使得解聚合反應產物的pH為12或大於12；在鹼的添加之後添加水以自解聚合反應產物分離碳酸酯前驅物；以及添加酸以使得已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的pH為4或小於4。
本文進一步提供一種再生塑膠，其包括合成再生塑膠之單體組成物與共聚單體的反應產物。
本文進一步提供一種包括再生塑膠的模製物。
在下文中，將更詳細地描述根據本發明的特定實施例的合成再生塑膠之單體組成物、其製備方法以及使用其所製之再生塑膠與模製物。
除非在本文中明確陳述，否則本文中所使用的技術術語僅出於描述特定實施例的目的且並不意欲限制本發明的範疇。
除非上下文另有明確指示，否則本文中所使用的單數形式「一(a、an)」及「所述(the)」意欲包含複數形式。
如本文中所使用的『pH』意謂氫離子濃度(pH)，其為指示材料的酸性及鹼性的數值。PH可根據藉由取氫離子的對數解離濃度的倒數表示的值判定，且用作材料的酸及鹼的強度的量度。
應理解，術語「包括(comprise)」、「包含(include)」、「具有(have)」等在本文中用以指定所陳述特徵、區、整數、步驟、動作、元件及/或組分的存在，但並不排除一或多個其他特徵、區、整數、步驟、動作、元件、組分及/或群組的存在或添加。
此外，包含諸如「第一(first)」、「第二(second)」等序號的術語僅出於區分一個組分與另一組分的目的而使用，且不受序號限制。舉例而言，第一組分可稱作第二組分，或類似地，第二組分可稱作第一組分，而不脫離本發明的範疇。
1.合成再生塑膠之單體組成物
根據本發明的一個實施例，可提供一種合成再生塑膠之單體組成物，其包括芳族二醇化合物，其中根據以下等式1的雜質比率為1.2%或小於1.2%，其中根據以下等式2的芳族二醇化合物產率大於65%，且其中合成再生塑膠之單體組成物是自聚碳酸 酯類樹脂回收的：[等式1]雜質比率={(液相層析上的總峰面積-液相層析上的雙酚A峰面積)/液相層析上的總峰面積}×100，[等式2]產率(%)=W1/W0
在等式2中，W0為在聚碳酸酯類樹脂的100%分解期間獲得的所述芳族二醇化合物的質量，且W1為實際獲得的所述芳族二醇化合物的質量。
本發明人已經由實驗發現，儘管一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物經由藉由聚碳酸酯類樹脂的化學分解進行再生而回收，但確保高純度及高產率的作為主要回收目標的芳族二醇化合物，藉此可在使用其合成聚碳酸酯類樹脂時實現極佳物理屬性，且完成了本發明。
特定而言，與一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物(第一組成物)一起，包括碳酸二乙酯(其中碳酸二乙酯是自聚碳酸酯類樹脂回收的)的合成再生塑膠之單體組成物(第二組成物)可分別同時在製備合成再生塑膠之單體組成物的方法中獲得，稍後將描述所述方法。
亦即，本發明可具有如下技術特徵：經由藉由聚碳酸酯類樹脂的化學分解進行再生而獲得具有高純度的包括芳族二醇化合物的第一組成物，且同時，亦可獲得作為具有高附加值的副產物的包括碳酸二乙酯的第二組成物。
具體而言，一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的 特徵在於是自聚碳酸酯類樹脂回收的。亦即，此意謂自聚碳酸酯類樹脂執行回收以便獲得一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物，且因此，一起獲得含有芳族二醇化合物的合成再生塑膠之單體組成物。
聚碳酸酯類樹脂意欲包含均聚物及含有聚碳酸酯重複單元的共聚物兩者，且統稱為經由含有芳族二醇化合物的單體與碳酸酯前驅物的聚合反應或共聚合反應獲得的反應產物。在其含有藉由使用僅一種芳族二醇化合物及一種碳酸酯前驅物獲得的一種碳酸酯重複單元時，可合成均聚物。此外，在使用一種芳族二醇化合物及兩種或多於兩種碳酸酯前驅物作為單體時，或使用兩種或多於兩種芳族二醇化合物及一種碳酸酯前驅物時，或使用除一種芳族二醇化合物及一種碳酸酯前驅物以外的一或多種其他二醇以含有兩種或多於兩種碳酸酯時，可合成共聚物。均聚物或共聚物可取決於分子量範圍而包含所有低分子化合物、寡聚物以及聚合物。
此外，一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物(第一組成物)可包含芳族二醇化合物。芳族二醇化合物的特定實例包含雙(4-羥苯基)甲烷、雙(4-羥苯基)醚、雙(4-羥苯基)碸、雙(4-羥苯基)亞碸、雙(4-羥苯基)硫醚、雙(4-羥苯基)酮、1,1-雙(4-羥苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥苯基)丙烷(雙酚A)、2,2-雙(4-羥苯基)丁烷、1,1-雙(4-羥苯基)環己烷(雙酚Z)、2,2-雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-溴苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-氯苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥苯基)-1-苯乙烷或其兩者或多於兩者的混合物，以及類似物。較佳地，一個實施例的合成 再生塑膠之單體組成物(第一組成物)的芳族二醇化合物可為2,2-雙(4-羥苯基)丙烷(雙酚A)。
芳族二醇化合物的特徵在於是自用於回收合成再生塑膠之單體組成物的聚碳酸酯類樹脂回收的。亦即，此意謂自聚碳酸酯類樹脂執行回收以便獲得一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物，且因此，亦一起獲得芳族二醇化合物。因此，除了自聚碳酸酯類樹脂回收以便製備一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物，本發明的芳族二醇化合物的類別中並不包含自外部添加新穎芳族二醇化合物的情況。
具體而言，「自聚碳酸酯類樹脂回收」意謂經由聚碳酸酯類樹脂的解聚合反應而獲得。解聚合反應可在酸性、中性或鹼性條件下進行，且特定而言，解聚合反應可在鹼性(含鹼)條件下進行。特定而言，解聚合反應較佳可在存在乙醇溶劑的情況下進行，如稍後將描述。
同時，一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的色座標b*值可為0至4.2，或1至4，或1至3，或1.5至2.5，或1.5至2.4，或1.57至2.24。此外，一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的色座標L*可為94或大於94，95或大於95，或100或小於100，或94至100，或94至98，或95至100，或95至98，或95.9至97.1。此外，一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的色座標a*可為0.5或小於0.5，或0.3或小於0.3，或0或大於0，或0.01或大於0.01，或0至0.5，或0至0.3，或0.01至0.5，或0.01至0.3，或0.01至0.25。
如本文中所使用，「色座標」意謂CIE實驗室(CIE Lab) 色彩空間中的座標，其為由國際發光照明委員會(Commossion International de l'Eclairage；CIE)定義的色彩值，且CIE色彩空間中的任意位置可由三個座標值(亦即，L*、a*以及b*)表示。
此處，L*值表示亮度，在L*=0時，其表示黑色，且在L*=100時，其表示白色。此外，a*值表示具有偏向純紅色及純綠色中的一者的對應色座標的色彩，且b*值表示具有偏向純黃色及純藍色中的一者的對應色座標的色彩。
具體而言，a*值在-a至+a範圍內。a*的最大值(a*最大值(a* max))表示純紅色，且a*的最小值(a*最小值(a* min))表示純綠色。此外，b*值在-b至+b範圍內。b*的最大值(b*最大值(b* max))表示純黃色，且b*的最小值(b*最小值(b* min))表示純藍色。舉例而言，負b*值表示偏向純藍色的色彩，且正b*值表示偏向純黃色的色彩。在比較b*=50與b*=80時，b*=80比b*=50更接近於純黃色。
在一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的色座標a*值過度增加至大於0.5時，或色座標L*值過度減小至小於94時，一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的色彩特性劣化。
同時，在一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的色座標b*值過度增加至大於4.2時，一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物表示過度偏向黃色的色彩，從而導致不良色彩特性。
此外，在一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的色座標b*值過度減小至小於0時，一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物表示過度偏向藍色的色彩，從而導致不良色彩特性。
量測一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的色座標 L*、a*、b*值的方法的實例不受特定限制，且可非限制性地應用塑膠領域中的各種色彩特性量測方法。
然而，作為實例，可使用HunterLab UltraScan PRO分光光度計在反射模式下量測一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的色座標L*、a*以及b*值。
同時，一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的芳族二醇化合物純度可為99%或大於99%，或100%或小於100%，或99%至100%，或99%至99.9%，或99%至99.8%，或99%至99.7%。
量測一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的芳族二醇化合物的純度的方法的實例不受特定限制，且例如可非限制性地使用1H NMR、ICP-MS分析、HPLC分析、UPLC分析等。對於NMR、ICP-MS、HPLC以及UPLC的特定方法、條件設備等，可非限制性地應用各種熟知內容。
量測一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的芳族二醇化合物的純度的方法的實例如下。在正常壓力及20℃至30℃條件下將1wt%的一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物溶解於乙腈(ACN)溶劑中，且接著藉由使用ACQUITY UPLC®BEH C18 1.7微米(2.1×50毫米管柱)在沃特世(Waters)HPLC系統上之超高效液相層析(ultraperformance liquid chromatography；UPLC)來分析雙酚A(bisphenol A；BPA)的純度。
如上文所描述，在一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物中，作為主要回收目標材料的芳族二醇化合物的純度顯著地增加至99%或大於99%，且其他雜質減至最少，藉此能夠在使用其合成聚碳酸酯類樹脂時達成極佳物理屬性。
同時，合成再生塑膠之單體組成物可更包含除芳族二醇化合物以外的雜質。雜質是指除作為本發明的主要回收目標材料的芳族二醇化合物以外的所有材料，且其特定類型不受特定限制，但舉例而言，其可包含對三級丁基酚。
此外，合成再生塑膠之單體組成物的根據等式1的雜質比率可為1.2%或小於1.2%，或0.9%或小於0.9%，或0.8%或小於0.8%，或0.7%或小於0.7%，或0.5%或小於0.5%，或0.1%或大於0.1%，或0.1%至1.2%，或0.1%至0.9%，或0.1%至0.8%，或0.1%至0.7%，或0.1%至0.5%。
量測一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的雜質比率的方法的實例不受特定限制，且舉例而言，可使用LC分析。對於LC的特定方法、條件、設備等，可非限制性地應用各種熟知內容。
如上文所描述，在一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物中，除作為主要回收目標材料的芳族二醇化合物以外的雜質的比率極端地減小至1.2%或小於1.2%，藉此可在使用其合成聚碳酸酯類樹脂時實現極佳物理屬性。
同時，一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的芳族二醇化合物產率可大於65%，或大於67%，或大於68%，或100%或小於100%，或大於65%及100%或小於100%，或67%至100%，或68%至100%。將芳族二醇化合物的產率增加至大於65%被視為是歸因於製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，稍後將描述所述方法。
量測一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的芳族二 醇化合物的產率的方法的實例不受特定限制，且舉例而言，可經由以下等式2計算產率。
[等式2]產率(%)=W1/W0
在等式2中，W0為在聚碳酸酯類樹脂的100%分解期間獲得的所述芳族二醇化合物的質量，且W1為實際獲得的所述芳族二醇化合物的質量。
為了量測等式2中的芳族二醇化合物的質量，可非限制性地使用各種熟知質量量測方法，且舉例而言，可使用縮放。
如上文所描述，在一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物中，除作為主要回收目標材料的芳族二醇化合物以外的雜質的比率極端地增加至大於65%，藉此能夠增強聚碳酸酯類樹脂之再生製程的效率。
同時，在一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物中，可獲得碳酸二乙酯作為副產物。碳酸二乙酯的特徵在於是自用於回收一個實施例的再生塑膠合成的單體組成物的聚碳酸酯類樹脂回收的。
亦即，此意謂自聚碳酸酯類樹脂執行回收以便獲得一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物，且因此，亦一起獲得碳酸二乙酯。因此，除了自聚碳酸酯類樹脂回收以便製備一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物，本發明的碳酸二乙酯的類別中並不包含自外部添加新穎碳酸二乙酯的情況。
具體而言，「自聚碳酸酯類樹脂回收」意謂經由聚碳酸酯類樹脂的解聚合反應而獲得。解聚合反應可在酸性、中性或鹼性條 件下進行，且特定而言，解聚合反應可在鹼性(含鹼)條件下進行。特定而言，解聚合反應較佳可在存在乙醇溶劑的情況下進行，如稍後將描述。
由於一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物中的主要回收目標材料為芳族二醇化合物，因此碳酸二乙酯可自一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物分別地分離且作為副產物回收。
一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物可用作製備稍後將描述的各種再生塑膠(例如，聚碳酸酯(polycarbonate；PC))的原料。
一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物可更包含少量其他添加劑及溶劑。特定類型的添加劑或溶劑不受特定限制，且可非限制性地應用廣泛地用於藉由聚碳酸酯類樹脂的解聚合回收芳族二醇化合物的製程的各種材料。
一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物可藉由稍後將描述的製備合成再生塑膠之單體組成物的方法而獲得。亦即，一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物對應於經由過濾、純化、洗滌以及乾燥的各種製程獲得以便在聚碳酸酯類樹脂的解聚合反應之後確保僅具有高純度的作為主要回收目標材料的芳族二醇化合物的結果。
2.製備合成再生塑膠之單體組成物的方法
根據本發明的另一實施例，可提供一種製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，所述方法包括以下步驟：使聚碳酸酯類樹脂解聚合；添加鹼以使得解聚合反應產物的pH為12或大於12；在鹼的添加之後添加水以自解聚合反應產物分離碳酸酯前驅物； 以及添加酸以使得已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的pH為4或小於4。
本發明人經由實驗證實，類似於製備其他實施例的合成再生塑膠之單體組成物的方法，在藉由化學分解再生聚碳酸酯類樹脂的製程中逐步調整解聚合聚碳酸酯樹脂的pH，藉此可在快速處理時間內確保具有高純度及高產率的作為本發明中的主要合成目標材料的芳族二醇化合物，且完成了本發明。
特定而言，在過去已使用蒸餾以自解聚合聚碳酸酯類樹脂移除碳酸酯單體，但本發明的優勢在於，相比在蒸餾期間，經由逐步調整pH而非蒸餾，可在較快處理時間內以高產率獲得芳族二醇化合物。
具體而言，製備另一實施例的合成再生塑膠之單體組成物的方法可包括使聚碳酸酯類樹脂解聚合的步驟。
聚碳酸酯類樹脂意欲包含均聚物及含有聚碳酸酯重複單元的共聚物兩者，且統稱為經由含有芳族二醇化合物的單體與碳酸酯前驅物的聚合反應或共聚合反應獲得的反應產物。在其含有藉由使用僅一種芳族二醇化合物及一種碳酸酯前驅物獲得的一種碳酸酯重複單元時，可合成均聚物。此外，在使用一種芳族二醇化合物及兩種或多於兩種碳酸酯前驅物作為單體時，或使用兩種或多於兩種芳族二醇化合物及一種碳酸酯前驅物時，或使用除一種芳族二醇化合物及一種碳酸酯前驅物以外的一或多種其他二醇以含有兩種或多於兩種碳酸酯時，可合成共聚物。均聚物或共聚物可取決於分子量範圍而包含所有低分子化合物、寡聚物以及聚合物。
可不考慮各種形式及類型而應用聚碳酸酯類樹脂，諸如 經由合成產生的新穎聚碳酸酯類樹脂、經由再生製程產生的再生聚碳酸酯類樹脂，或聚碳酸酯類樹脂廢料。
然而，視需要，在進行聚碳酸酯類樹脂的解聚合反應之前，進行聚碳酸酯類樹脂的預處理步驟，藉此能夠提高自聚碳酸酯類樹脂回收芳族二醇化合物及碳酸酯前驅物的製程的效率。預處理製程的實例可包含洗滌、乾燥、研磨、乙二醇分解以及類似步驟。各預處理製程的特定方法不受限制，且廣泛用於自聚碳酸酯類樹脂回收芳族二醇化合物及碳酸酯前驅物的製程的各種方法可非限制性地應用。
在聚碳酸酯類樹脂的解聚合反應期間，可在酸性、中性或鹼性條件下進行解聚合反應，且特定而言，可在鹼性(含鹼)條件下進行解聚合反應。鹼的類型不受特定限制，且其實例包含氫氧化鈉(NaOH)或氫氧化鉀(KOH)。鹼為充當催化劑的鹼催化劑，且相對於主要在溫和條件下使用的有機催化劑具有經濟優勢。更具體而言，在聚碳酸酯類樹脂的解聚合期間，可在大於8及小於12的pH範圍內進行解聚合反應。
在聚碳酸酯類樹脂的解聚合反應期間，可藉由相對於1莫耳聚碳酸酯類樹脂使0.5莫耳或小於0.5莫耳，或0.4莫耳或小於0.4莫耳，或0.3莫耳或小於0.3莫耳，或0.1莫耳或大於0.1莫耳，或0.2莫耳或大於0.2莫耳，或0.1莫耳至0.5莫耳，或0.1莫耳至0.4莫耳，或0.1莫耳至0.3莫耳，或0.2莫耳至0.5莫耳，或0.2莫耳至0.4莫耳，或0.2莫耳至0.3莫耳的量的鹼反應來進行解聚合反應。當在聚碳酸酯類樹脂的解聚合期間使聚碳酸酯類樹脂與相對於1莫耳聚碳酸酯類樹脂呈大於0.5莫耳的量的鹼反 應時，限制了雜質歸因於增大所產生鹼金屬鹽的量的效應而增加，因此目標回收材料的純度減小，且催化反應的經濟效率減小。
此外，可在存在含有乙醇的溶劑的情況下進行聚碳酸酯類樹脂的解聚合反應。本發明可藉由利用含有乙醇的溶劑分解聚碳酸酯類樹脂來穩定地獲得作為高純度單體的雙酚A，且具有如下優勢：可進一步獲得具有高附加值的碳酸二乙酯作為反應副產物。
相對於1莫耳聚碳酸酯類樹脂，乙醇的含量可為5莫耳至15莫耳，或8莫耳至13莫耳。由於乙醇在雙酚A中具有良好溶解度，因此應基本上含有以上範圍內的乙醇。在乙醇的含量相對於1莫耳聚碳酸酯類樹脂過度減小至小於5莫耳時，難以充分進行聚碳酸酯類樹脂的醇分解。另一方面，在乙醇的含量相對於1莫耳聚碳酸酯類樹脂過度增加至大於15莫耳時，製程的經濟情況可歸因於過度使用醇而減小。
除乙醇之外，進行聚碳酸酯類樹脂的解聚合反應的溶劑可更包含至少一種由下述者所組成的族群中選出的有機溶劑：四氫呋喃、甲苯、二氯甲烷、氯仿、碳酸二甲酯、碳酸乙基甲酯、碳酸二乙酯以及碳酸二丙酯。
有機溶劑可包含四氫呋喃、甲苯、二氯甲烷、氯仿、碳酸二甲酯、碳酸乙基甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯或其兩者或多於兩者的混合物。
更佳地，二氯甲烷可用作有機溶劑。在二氯甲烷用作待與乙醇混合的有機溶劑時，優勢在於聚碳酸酯中的溶解屬性可得以改良且反應性可得以改良。
相對於1莫耳聚碳酸酯類樹脂，有機溶劑的含量可為16莫耳至20莫耳，或16莫耳至18莫耳。此外，相對於1莫耳乙醇，有機溶劑的含量可為1.5莫耳至2莫耳。藉由在以上範圍內混合聚碳酸酯類樹脂、乙醇以及有機溶劑，優勢在於可在所要層級處進行聚合物的解聚合反應。
同時，進行聚碳酸酯類樹脂的解聚合反應所處的溫度不受特定限制，但例如，反應可在20℃至100℃或50℃至70℃的溫度下進行。此外，聚碳酸酯類樹脂的解聚合可進行1小時至30小時，或4小時至6小時。
具體而言，條件為相對於習知加壓/高溫製程的溫和製程條件，且藉由在以上條件下執行攪拌，可在相比於加壓/高溫製程的溫和製程中執行製程。特定而言，當在50℃至70℃下攪拌4小時至6小時時，優勢在於獲得在再現性及接受性方面最有效結果。
亦即，根據本發明，在不使用有機催化劑的情況下藉由調整混合溶劑的類型及混合量以及鹼催化劑的類型及含量，優勢在於可在不使用壓力/高溫製程的情況下在溫和條件下獲得高純度芳族二醇化合物(例如，雙酚A)，且可藉由使用乙醇溶劑獲得碳酸二乙酯作為副產物。
更具體而言，使聚碳酸酯類樹脂解聚合的步驟可包含：將碳酸酯類樹脂溶解於有機溶劑中的第一步驟；以及添加及攪拌含有乙醇及鹼的催化劑溶液的第二步驟。在第一步驟及第二步驟中，乙醇、有機溶劑、鹼以及聚碳酸酯類樹脂的內容與上文所描述相同。
同時，製備另一實施例的合成再生塑膠之單體組成物的 方法可更包含添加鹼以使得解聚合反應產物的pH為12或大於12或12至14的步驟。鹼可為強鹼，且其實例包含氫氧化鈉(NaOH)。
在添加鹼以使得解聚合反應產物的pH為12或大於12的步驟中，解聚合反應產物中含有的芳族二醇化合物可轉化為芳族二醇化合物的鹽。
在鹼的添加之後添加水以自解聚合反應產物分離碳酸酯前驅物的步驟中，解聚合反應產物可形成劃分成含有芳族二醇化合物的鹽的水層及含有碳酸二乙酯的有機溶劑層的層。由於芳族二醇化合物的鹽具有親水性，因此其可含有於水及有機溶劑之中的水層中，且由於碳酸二乙酯具有疏水性，因此其可含有於水及有機溶劑之中的有機溶劑層中。藉此，作為主要產物的芳族二醇化合物及作為副產物的碳酸二乙酯可僅藉由改變pH的簡單過程容易地分離。
同時，製備另一實施例的合成再生塑膠之單體組成物的方法可包含在鹼的添加之後添加水以自解聚合反應產物分離碳酸酯前驅物的步驟。因此，所分離碳酸酯前驅物可包含碳酸二乙酯。
如上文所描述，由於在鹼的添加之後添加水以自解聚合反應產物分離碳酸酯前驅物的步驟在添加鹼以使得解聚合反應產物的pH為12或大於12的步驟之後進行，因此解聚合反應產物形成劃分成含有芳族二醇化合物的鹽的水層以及含有碳酸二乙酯的有機溶劑層的層，藉此可分離由含有碳酸二乙酯的有機溶劑層劃分的層。
在鹼的添加之後添加水以自解聚合反應產物分離碳酸酯前驅物的步驟中，有機層自水層分離以使得可自分離的有機層回 收碳酸酯前驅物。自水層分離有機層的特定分離條件不受特定限制，且對於特定分離裝置及方法可非限制性地應用各種熟知純化技術。然而，在一個實例中，可使用分液漏斗。
所分離碳酸酯前驅物可在無分離分離及純化製程的情況下再生，或可視需要經由分離及純化(諸如習知萃取、吸附及乾燥)而再生。特定純化條件不受特定限制。對於特定純化裝置及方法，可非限制性地應用各種熟知純化技術。
同時，方法可包含以下步驟：添加酸以使得已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的pH為4或小於4，或2或小於2，或1至4或1至2。藉此，獲得作為主要回收材料的芳族二醇化合物，其對應於根據一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物。
如上文所描述，由於在鹼的添加之後添加水以自解聚合反應產物分離碳酸酯前驅物的步驟在添加鹼以使得解聚合反應產物的pH為12或大於12的步驟之後進行，因此解聚合反應產物可形成劃分成含有芳族二醇化合物的鹽的水層以及含有碳酸二乙酯的有機溶劑層的層。病情，由於有機層自水層分離，因此含有芳族二醇化合物的鹽的水層在自解聚合反應產物分離碳酸酯前驅物的步驟之後的解聚合反應產物中保留。
由於本發明的主要回收目標材料為芳族二醇化合物，因此水層中含有的芳族二醇化合物的鹽可經由額外酸中和步驟轉化為芳族二醇化合物。亦即，在添加酸以使得已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的pH為4或小於4的步驟中，解聚合反應產物中含有的芳族二醇化合物的鹽可轉化為芳族二醇化合物。
酸可為強酸，且其實例包含鹽酸(HCl)。
同時，製備另一實施例的合成再生塑膠之單體組成物的方法可更包含在添加酸以使得已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的pH為4或小於4的步驟之後的純化已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合產物的步驟。
具體而言，已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的純化步驟可包含洗滌已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的步驟。此外，已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的純化步驟可包含已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的吸附純化步驟。此外，已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的純化步驟可包含已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的再結晶步驟。
洗滌步驟、吸附純化步驟或再結晶步驟的次序不受特定限制，且其不相關地以任何次序進行，但例如洗滌步驟、吸附純化步驟以及再結晶步驟可以此次序進行。洗滌步驟、吸附純化步驟以及再結晶步驟可分別重複進行至少一次或多次。對於特定洗滌、吸附及再結晶裝置及方法，可非限制性地應用各種熟知純化技術。
具體而言，在已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的洗滌步驟中，已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物可含有芳族二醇化合物。然而，由於在獲得芳族二醇化合物的回收製程期間仍存在各種雜質，因此可進行洗滌以便充分移除此等雜質且確保高純度芳族二醇化合物。
具體而言，洗滌步驟可包含在10℃或大於10℃及30℃或小於30℃，或20℃或大於20℃及30℃或小於30℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟；以及在40℃或大於40℃及80℃或小於80℃，或 40℃或大於40℃及60℃或小於60℃，或45℃或大於45℃及55℃或小於55℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟。溫度條件意謂在用溶劑執行洗滌時洗滌容器內部的溫度。為了維持自室溫偏離的高溫，可非限制性地應用各種加熱裝置。
在洗滌步驟中，可首先執行在10℃或大於10℃及30℃或小於30℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟，且可稍後執行在40℃或大於40℃及80℃或小於80℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟。替代地，可首先執行在40℃或大於40℃及80℃或小於80℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟，且可稍後執行在10℃或大於10℃及30℃或小於30℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟。
更佳地，在洗滌步驟中，可首先執行在10℃或大於10℃及30℃或小於30℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟，且可稍後執行在40℃或大於40℃及80℃或小於80℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟。藉此，可使中和步驟之後因強酸導致的對反應器的腐蝕減至最少。
在10℃或大於10℃及30℃或小於30℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟以及在40℃或大於40℃及80℃或小於80℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟可分別重複至少一次或多次。
此外，視需要，在進行在10℃或大於10℃及30℃或小於30℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟以及在40℃或大於40℃及80℃或小於80℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟之後，可進一步執行經由過濾移除殘餘溶劑的步驟。
更具體而言，在40℃或大於40℃及80℃或小於80℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟的溫度與在10℃或大於10℃及30℃或小於30℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟的溫度之間的差值可為20℃ 或大於20℃，及50℃或小於50℃。
在40℃或大於40℃及80℃或小於80℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟的溫度與在10℃或大於10℃及30℃或小於30℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟的溫度之間的差值意謂藉由自在10℃或大於10℃及30℃或小於30℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟的溫度減去在40℃或大於40℃及80℃或小於80℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟的溫度而獲得的值。
當在40℃或大於40℃及80℃或小於80℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟的溫度與在10℃或大於10℃及30℃或小於30℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟的溫度之間的差值過度減小至小於20℃時，難以充分移除雜質。
當在40℃或大於40℃及80℃或小於80℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟的溫度與在10℃或大於10℃及30℃或小於30℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟的溫度之間的差值過度增加至大於50℃時，形成苛刻條件以維持極限溫度條件，此可降低製程的效率。
用於洗滌步驟的溶劑可包含水、醇以及有機溶劑中的一者。作為有機溶劑，可使用四氫呋喃、甲苯、二氯甲烷、氯仿、碳酸二甲酯、碳酸乙基甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯或其兩者或多於兩者的混合物。
用於洗滌步驟的溶劑可按1重量份的用於解聚合反應的聚碳酸酯類樹脂計以10重量份或大於10重量份及30重量份或小於30重量份，或1重量份或大於1重量份及10重量份或小於10重量份的重量比使用。
更具體而言，在10℃或大於10℃及30℃或小於30℃的 溫度下用溶劑洗滌的步驟中的溶劑可為有機溶劑。較佳地，二氯甲烷可用作有機溶劑。此時，有機溶劑可按1重量份的聚碳酸酯類樹脂計以1重量份或大於1重量份及10重量份或小於10重量份的量使用。
此外，在40℃或大於40℃及80℃或小於80℃的溫度下用溶劑洗滌的步驟中的溶劑可為水。在使用水時，可有效地移除呈殘餘鹽形式的雜質。此時，溶劑可按1重量份的聚碳酸酯類樹脂計以1重量份或大於1重量份及10重量份或小於10重量份的量使用。
此外，已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的吸附純化步驟可包含將吸附劑添加至已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物中以執行吸附純化且接著移除吸附劑的步驟。在將吸附劑添加至已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物中以執行吸附純化且接著移除吸附劑的步驟中，可使吸附劑與解聚合反應產物接觸。
可使用的吸附劑的實例包含活性碳、木炭或其混合物。活性碳為藉由使原料經歷在約500℃下的碳化製程及在約900℃下的活性碳製程而產生的具有微孔的黑色碳材料，且其實例不受特定限制，但舉例而言，可取決於原料的類型非限制性地應用各種活性碳，諸如植物類活性碳、煤炭類活性碳、石油類活性碳、廢料類活性碳。
在更特定實例中，植物類活性碳可包含椰殼活性碳、木質活性碳以及鋸屑活性碳。此外，煤炭類活性碳可包含褐煤活性碳、煙煤活性碳以及無煙媒活性碳。此外，石油類活性碳可包含石油焦 活性碳及油碳活性碳。此外，廢料活性碳可包含合成樹脂活性碳及紙漿活性碳。
第二吸附劑可包含至少一種由下述者所組成的族群中選出的活性碳：植物類活性碳、煤炭類活性碳、石油類活性碳以及廢料類活性碳。亦即，吸附劑可包含植物類活性碳、煤炭類活性碳、石油類活性碳、廢料類活性碳或其兩者或多於兩者的混合物。
更具體而言，吸附劑可包含至少一種由下述者所組成的族群中選出的活性碳：椰殼活性碳、褐煤活性碳、無煙媒活性碳以及煙煤活性碳。亦即，第一吸附劑可包含椰殼活性碳、褐煤活性碳、無煙媒活性碳、煙煤活性碳或其兩者或多於兩者的混合物。
吸附劑的吸附純化條件不受特定限制，且可非限制性地使用各種熟知吸附純化條件。然而，在一個實例中，吸附劑的添加量可相對於聚碳酸酯類樹脂為40重量%至60重量%，且吸附時間可為1小時至5小時，且吸附方法可為攪拌吸附或用於實驗室的吸附塔。
視需要，方法可更包含在將吸附劑添加至已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物中以執行吸附純化且接著移除吸附劑的步驟之前的將溶劑添加至已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物中的步驟。溶劑的實例包含乙醇，且乙醇可相對於1莫耳聚碳酸酯類樹脂以1莫耳至20莫耳，或10莫耳至20莫耳或15莫耳至20莫耳的比率添加。已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物中包含的芳族二醇化合物晶體可經由將溶劑添加至已分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物中的步驟而再溶解於溶劑中。
同時，在已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的再結晶步驟中，可藉由充分移除已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合產物中含有的各種雜質而確保高純度芳族二醇化合物。
具體而言，再結晶步驟可包含將水添加至已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物中以執行再結晶的步驟。經由將水添加至已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物中以執行再結晶的步驟，解聚合反應產物中含有的芳族二醇化合物或其鹽的溶解度增加，且因此，晶體或插入於晶體之間的雜質可藉由溶劑溶解至最大程度，且此外，由於溶解芳族二醇化合物相對於雜質具有不良溶解度，因此其可在溫度隨後降低時經由溶解度差而容易地沈澱成芳族二醇化合物晶體。
更具體而言，在將水添加至已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物中以執行再結晶的步驟中，可相對於1莫耳聚碳酸酯類樹脂使用200莫耳至400莫耳或250莫耳至350莫耳的水。在使用過度少量的水時，用於溶解已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物中含有的芳族二醇化合物的溫度變得過高，因此使製程效率劣化，且難以經由再結晶移除雜質。另一方面，在使用過度大量的水時，已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物中含有的芳族二醇化合物的溶解度變得過高，且因此，在再結晶之後回收的芳族二醇化合物的產率減小，且製程效率可歸因於使用大量溶劑而減小。
視需要，在進行已自其分離出碳酸酯前驅物的解聚合反應產物的再結晶步驟之後，可進一步執行經由過濾或吸附移除殘餘雜質的步驟。
此外，視需要，在再結晶步驟之後，方法可更包含乾燥步驟。可藉由乾燥移除剩餘溶劑，且特定乾燥條件不受特定限制，但舉例而言，可在10℃至100℃或10℃至50℃的溫度下執行乾燥。對於用於乾燥的特定乾燥設備及方法，可非限制性地應用各種熟知乾燥技術。
3.再生塑膠
根據本發明的另一實施例，可提供一種再生塑膠，其包括一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物與共聚單體的反應產物。
一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物的細節包含上文在一個實施例及另一實施例中描述的所有內容。
對應於再生塑膠的實例不受特定限制，且可非限制性地應用由諸如雙酚A的芳族二醇化合物及諸如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸乙基甲酯的作為單體的碳酸酯前驅物合成的各種塑膠，且更特定實例可為聚碳酸酯類樹脂。
聚碳酸酯類樹脂意欲包含均聚物及含有聚碳酸酯重複單元的共聚物兩者，且統稱為經由含有芳族二醇化合物的單體與碳酸酯前驅物的聚合反應或共聚合反應獲得的反應產物。在其含有藉由使用僅一種芳族二醇化合物及一種碳酸酯前驅物獲得的一種碳酸酯重複單元時，可合成均聚物。此外，在使用一種芳族二醇化合物及兩種或多於兩種碳酸酯前驅物作為單體時，或使用兩種或多於兩種芳族二醇化合物及一種碳酸酯前驅物時，或使用除一種芳族二醇化合物及一種碳酸酯前驅物以外的一或多種其他二醇以含有兩種或多於兩種碳酸酯時，可合成共聚物。均聚物或共聚物可 取決於分子量範圍而包含所有低分子化合物、寡聚物以及聚合物。
更具體而言，在含有一個實施例的合成再生塑膠之單體組成物與共聚單體的反應產物的再生塑膠中，碳酸酯前驅物可用作共聚單體。碳酸酯前驅物的特定實例包含光氣、三光氣、雙光氣、溴光氣、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、碳酸二環己酯、碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯、碳酸雙(氯苯基)酯、碳酸間甲苯酯、碳酸二萘酯、碳酸雙(二苯基)酯或雙鹵基甲酸酯。
合成聚碳酸酯類樹脂的合成再生塑膠之單體組成物與共聚單體的反應製程的實例不受特定限制，且可非限制性地應用製備聚碳酸酯的各種熟知方法。
然而，在聚碳酸酯製備方法的一個實例中，可使用包含使含有合成再生塑膠之單體組成物的組成物與共聚單體聚合的步驟的聚碳酸酯製備方法。此時，可藉由界面聚合進行聚合，且在界面聚合期間，在正常壓力及低溫下的聚合反應為可能的，且分子量易於控制。
聚合溫度可為0℃至40℃，且反應時間可為10分鐘至5小時。此外，反應期間的pH可維持在9或大於9，或11或大於11。
可用於聚合的溶劑不受特定限制，只要其為在此項技術中用於聚碳酸酯的聚合的溶劑即可，且作為實例，可使用鹵化烴，諸如二氯甲烷及氯苯。
此外，可在存在酸黏合劑的情況下進行聚合。作為酸黏合劑，可使用鹼金屬氫氧化物(諸如氫氧化鈉或氫氧化鉀)或胺化合物(諸如吡啶)。
此外，為了在聚合期間控制聚碳酸酯的分子量，可在存在分子量改質劑的情況下執行聚合。具有1個至20個碳原子的烷基酚可用作分子量改質劑，且其特定實例包含對三級丁基酚、對異丙苯基酚、癸基酚、十二烷基酚、十四烷基酚、十六烷基酚、十八烷基酚、二十烷基酚、二十二烷基酚或三十烷基酚。可在發起聚合之前、期間或之後添加分子量改質劑。按100重量份的芳族二醇化合物計，可使用0.01重量份至10重量份或0.1重量份至6重量份的量的分子量改質劑，且可在此範圍內獲得所要分子量。
此外，為了促進聚合反應，可進一步使用反應促進劑，諸如三級胺化合物、四級銨化合物或四級鏻化合物，包含三乙胺、溴化四正丁基銨或溴化四正丁基鏻。
4.模製物
根據本發明的另一實施例，可提供包括另一實施例的再生塑膠的模製品。再生塑膠的細節包含上文在其他實施例中描述的所有內容。
模製品可藉由非限制性地將再生塑膠應用於各種已知塑膠模製方法而獲得。作為模製方法的實例，可提及射出模製、泡沫射出模製、吹塑模製或擠壓模製。
模製品的實例不受特別限制，且可非限制性地應用於使用塑膠的各種模製品。模製品的實例包含汽車、電氣及電子產品、通信產品、日用品、建築材料、光學組件、外部材料以及類似物。
模製品可視需要更包含由下述者所組成的族群中選出的一或多種添加劑：抗氧化劑、塑化劑、抗靜電劑、成核劑、阻燃劑、潤滑劑、衝擊增強劑、光學增亮劑、紫外吸收劑、顏料及染料，以 及其他實施例的再生塑膠。
模製品的製造方法的實例可包含以下步驟：使用混合器良好地混合另一實施例的再生塑膠與添加劑；利用擠壓機擠壓模塑混合物以產生丸粒；乾燥丸粒；且接著利用射出模製機將其射出。
根據本發明，可提供一種含有經由藉由聚碳酸酯類樹脂的化學分解進行再生而回收的高純度及高產率芳族二醇化合物的合成再生塑膠之單體組成物、其製備方法以及使用其所製之再生塑膠與模製物。
在下文中，將參考以下實例詳細地解釋本發明。然而，此等實例僅為達成說明的目的，且本發明的範疇不限於此。
<實例及比較例：製備再生雙酚A單體組成物>
實例1
(1.分解步驟)將1莫耳預處理廢料聚碳酸酯(PC)溶解於17莫耳二氯甲烷(MC)中，且接著與11莫耳乙醇(EtOH)及0.25莫耳氫氧化鈉(NaOH)一起添加至3公升高壓反應器中，且將混合物在60℃下攪拌6小時以進行PC解聚合反應。
(2.鹼化步驟)將解聚合反應的產物冷卻至30℃或低於30℃，且接著利用2莫耳的40%氫氧化鈉(NaOH)鹼化含有雙酚A的產物直至其達到pH 14。
(3.層分離步驟)此後，進一步添加水以形成水層及二氯甲烷(MC)層。使用分液漏斗移除位於下部側上的二氯甲烷(MC)層，且回收位於上部側上的水層。
(4.酸化步驟)藉由添加10% HCl及水直至其達到pH 1至2來酸化回收的水層。接著，藉由經由真空過濾進行過濾來回收雙酚A。
(5-1.額外純化步驟-再溶解步驟)將雙酚A添加至16.6莫耳乙醇中且再溶解。
(5-2.額外純化步驟-吸附步驟)此後，褐煤活性碳作為吸附劑相對於廢料聚碳酸酯以50重量%的比率添加，經由吸附純化3小時，且過濾以移除褐煤活性碳。
(5-3.額外純化步驟-再結晶步驟)添加300莫耳水以使雙酚A再結晶，且接著在20℃至30℃下真空過濾所獲得漿料以回收雙酚A(BPA)晶體。
(6.乾燥步驟)此後，其在40℃下在對流烘箱中真空乾燥以製備回收了再生雙酚A(BPA)的再生雙酚A單體組成物。
實例2
以實例1中相同的方式製備再生雙酚A單體組成物，不同之處在於在實例1的(4.酸化步驟)與(5-1.額外純化步驟-再結晶步驟)之間添加以下(洗滌步驟)。
在20℃至30℃下使用所使用PC的質量的一倍的二氯甲 烷(MC)執行(洗滌步驟)一次洗滌，隨後真空過濾。使用在50℃的溫度下使用的PC的質量的三倍的水二次洗滌濾液。
實例3
以與實例1中相同的方式製備再生雙酚A單體組成物，不同之處在於不執行實例1的(5-2.額外純化步驟-吸附步驟)。
比較例1
以與實例1中相同的方式製備再生雙酚A單體組成物，不同之處在於執行以下(蒸餾步驟)替代實例1的(3.層分離步驟)及(4.酸化步驟)。
(蒸餾步驟)此後，降至pH2的產物經歷低溫蒸餾，壓力自250毫巴及20℃至30℃減小至30毫巴及30℃。
<實驗實例>
藉由以下方法量測在實例及比較例中獲得的再生雙酚A單體組成物或副產物的物理屬性，且結果展示於下表1中。
1.純度
在正常壓力及20℃至30℃條件下將1wt%再生雙酚A單體組成物溶解於乙腈(ACN)溶劑中，且接著藉由使用ACQUITY UPLC®BEH C18 1.7微米(2.1×50毫米管柱)在沃特世(Waters)HPLC系統上之超高效液相層析(ultraperformance liquid chromatography；UPLC)來分析雙酚A(bisphenol A；BPA)的純度。
2.色座標(L*、a*以及b*)
使用HunterLab UltraScan PRO分光光度計在反射模式下分析再生雙酚A單體組成物的色座標。
3.產率
量測在用於反應的聚碳酸酯100%分解時產生的BPA的重量，且量測所獲得BPA的重量，且根據以下等式2計算BPA的產率。
[等式2]產率(%)=W1/W0
在等式1中，W0為在100%分解期間獲得的所述芳族二醇化合物的質量，且W1為實際獲得的所述芳族二醇化合物的質量。具體而言，在約100公克的聚碳酸酯分解時，在100%分解期間獲得的BPA的質量理論上為89公克。若實際獲得BPA的質量為80公克，則產率為80/89×100=90%。
4.雜質比率
收集1毫升再生雙酚A單體組成物作為樣品，在以下條件下經歷離子層析法(IC)分析，且根據以下等式1判定雜質比率。作為使用液相層析法的量測結果，除雙酚A外的所有材料被視為雜質。
<液相層析(LC)條件>
Figure 111126830-A0305-02-0032-2
管柱：HP-1(L：30公尺，ID：0.32毫米，膜：1.05公尺)
Figure 111126830-A0305-02-0032-3
注射體積：1微升
Figure 111126830-A0305-02-0032-4
入口
溫度：260℃，壓力：6.92psi，總流量：64.2毫升/分鐘，分流流量：60毫升/分鐘，分流比率：50：1
Figure 111126830-A0305-02-0032-5
管柱流量：1.2毫升/分鐘
Figure 111126830-A0305-02-0032-6
烘箱溫度：70℃/3分鐘-10℃/分鐘-280℃/41分鐘(總計65 分鐘)
Figure 111126830-A0305-02-0033-7
偵測器
溫度：280℃，H2：35毫升/分鐘，空氣：300毫升/分鐘，He：20毫升/分鐘
Figure 111126830-A0305-02-0033-8
GC模型：安捷倫7890
[等式1]雜質比率={(液相層析上的總峰面積-液相層析上的雙酚A峰面積)/液相層析上的總峰面積}×100。
Figure 111126830-A0305-02-0033-1
如表1中所示，實例1至實例3中獲得的再生雙酚A單體組成物展現99.1%至99.7%的高純度。此外，實例1至實例3中獲得的再生雙酚A單體組成物展現95.9至97.1的色座標L*、0.01至0.25的色座標a*以及1.57至2.24的色座標b*，展示極佳光學屬性。此外，實例1至實例3中獲得的再生雙酚A單體組成物經量測為具有68%至73%的高BPA產率。此外，實例1至實例3中獲得的再生雙酚A單體組成物經量測為具有0.3%至0.9%的低雜質比率。另一方面，比較例1中獲得的再生雙酚A單體組成物展現96.0的色座標L*、0.34的色座標a*以及2.49的色座標b*，展示與實例的光學屬性相比較差的光學屬性。此外，比較例1中獲得的再生雙酚A單體組成物經量測為具有65%的BPA產率，其低 於實例中的BPA產率。

Claims (17)

  1. 一種合成再生塑膠之單體組成物，其包括芳族二醇化合物，其中根據以下等式1的雜質比率為1.2%或小於1.2%，其中根據以下等式2的所述芳族二醇化合物產率大於65%，且其中所述合成再生塑膠之單體組成物是自聚碳酸酯類樹脂回收的：[等式1]雜質比率={(液相層析上的總峰面積-液相層析上的雙酚A峰面積)/液相層析上的總峰面積}×100，[等式2]產率(%)=W1/W0在等式2中，W0為在聚碳酸酯類樹脂的100%分解期間獲得的所述芳族二醇化合物的質量，且W1為實際獲得的所述芳族二醇化合物的質量，其中所述合成再生塑膠之單體組成物具有0.3或小於0.3的色座標a*。
  2. 如請求項1所述的合成再生塑膠之單體組成物，其中：所述合成再生塑膠之單體組成物具有94或大於94的色座標L*。
  3. 如請求項1所述的合成再生塑膠之單體組成物，其中： 所述合成再生塑膠之單體組成物具有0至4.2的色座標b*。
  4. 如請求項1所述的合成再生塑膠之單體組成物，其中：所述合成再生塑膠之單體組成物具有99%或大於99%的芳族二醇化合物純度。
  5. 如請求項1所述的合成再生塑膠之單體組成物，所述合成再生塑膠之單體組成物含有碳酸二乙酯作為副產物，且所述碳酸二乙酯是自所述聚碳酸酯類樹脂回收的。
  6. 一種製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，所述方法包括以下步驟：使聚碳酸酯類樹脂解聚合；添加鹼以使得解聚合反應產物的pH為12或大於12；在鹼的所述添加之後添加水以自所述解聚合反應產物分離碳酸酯前驅物；以及添加酸以使得已自其分離出所述碳酸酯前驅物的所述解聚合反應產物的pH為4或小於4，其中在所述鹼的所述添加之後添加水以自所述解聚合反應產物分離碳酸酯前驅物的步驟中，含有芳族二醇化合物的鹽的水層及含有碳酸二乙酯的有機溶劑層分離，其中所述合成再生塑膠之單體組成物具有0.3或小於0.3的色座標a*。
  7. 如請求項6所述的製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，其中：在所述添加鹼以使得所述解聚合反應產物的pH為12或大於 12的步驟中，所述解聚合反應產物中含有的芳族二醇化合物轉化為所述芳族二醇化合物的鹽。
  8. 如請求項6所述的製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，其中：在所述添加酸以使得已自其分離出所述碳酸酯前驅物的所述解聚合反應產物的pH為4或小於4的步驟中，所述解聚合反應產物中含有的芳族二醇化合物的鹽轉化為所述芳族二醇化合物。
  9. 如請求項6所述的製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，其中：在存在含有乙醇的溶劑的情況下進行所述聚碳酸酯類樹脂的所述解聚合反應。
  10. 如請求項9所述的製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，其中：相對於1莫耳所述聚碳酸酯類樹脂，所述乙醇的含量為10莫耳至15莫耳。
  11. 如請求項6所述的製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，其中：藉由使相對於1莫耳所述聚碳酸酯類樹脂呈0.5莫耳或小於0.5莫耳的量的鹼反應來進行所述聚碳酸酯類樹脂的所述解聚合反應。
  12. 如請求項6所述的製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，其中： 在所述添加酸以使得已自其分離出所述碳酸酯前驅物的所述解聚合反應產物的pH為4或小於4的步驟之後，所述方法更包括：已自其分離出所述碳酸酯前驅物的所述解聚合反應產物的純化步驟。
  13. 如請求項12所述的製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，其中：已自其分離出所述碳酸酯前驅物的所述解聚合反應產物的所述純化步驟包括：已自其分離出所述碳酸酯前驅物的所述解聚合反應產物的再結晶步驟。
  14. 如請求項12所述的製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，其中：已自其分離出所述碳酸酯前驅物的所述解聚合反應產物的所述純化步驟包括：已自其分離出所述碳酸酯前驅物的所述解聚合反應產物的吸附純化步驟。
  15. 如請求項12所述的製備合成再生塑膠之單體組成物的方法，其中：已自其分離出所述碳酸酯前驅物的所述解聚合反應產物的所述純化步驟包括：已自其分離出所述碳酸酯前驅物的所述解聚合反應產物的洗滌步驟。
  16. 一種再生塑膠，包括如請求項1所述的合成再生塑 膠之單體組成物與共聚單體的反應產物。
  17. 一種模製物，包括如請求項16所述的再生塑膠。
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