TW202330759A - 老化再生二酸結晶之方法 - Google Patents

老化再生二酸結晶之方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202330759A
TW202330759A TW111135169A TW111135169A TW202330759A TW 202330759 A TW202330759 A TW 202330759A TW 111135169 A TW111135169 A TW 111135169A TW 111135169 A TW111135169 A TW 111135169A TW 202330759 A TW202330759 A TW 202330759A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
less
regenerated
diacid
catalyst
acid
Prior art date
Application number
TW111135169A
Other languages
English (en)
Inventor
艾倫 斯圖爾特 梅爾森
朱莉 安 克羅 威洛比
基思 昆廷 三世 海耶斯
提摩西 伊桑 艾特伍
格奧爾基 弗洛林 巴拉
訓正 蘇
Original Assignee
美商賽克股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商賽克股份有限公司 filed Critical 美商賽克股份有限公司
Publication of TW202330759A publication Critical patent/TW202330759A/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/14Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with steam or water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/09Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides from carboxylic acid esters or lactones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/09Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrolysis
    • C07C29/095Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrolysis of esters of organic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/128Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by alcoholysis
    • C07C29/1285Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by alcoholysis of esters of organic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/41Preparation of salts of carboxylic acids
    • C07C51/418Preparation of metal complexes containing carboxylic acid moieties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/16Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with inorganic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/18Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material
    • C08J11/22Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds
    • C08J11/24Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds containing hydroxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2401/00Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08J2401/02Cellulose; Modified cellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2477/00Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Abstract

本發明揭示一種由廢棄材料中之聚酯之解聚合來獲得純化再生二酸之方法,其中該解聚合提供包含再生二醇、再生二酸及催化劑之經解聚合之混合物。該方法包含:將包括再生二酸及催化劑之再生組合物與再生二醇分離;在液體介質中提供再生組合物以形成老化前混合物;使老化前混合物經歷熱循環,其中該循環係在相差25℃內且在150℃或更高至300℃或更低之溫度範圍內進行以形成老化混合物;以及將再生組合物與老化混合物中之液體介質分離。

Description

老化再生二酸結晶之方法
一般而言,聚酯(諸如聚對苯二甲酸乙二酯)係用於多種應用,諸如薄膜、紡織物、消費品。然而,此等材料具有有限壽命,其主要終結於填埋場或廢品處理設施。最近,再使用及回收此等材料已受到許多關注。在一些情況下,可簡單容易地處理聚酯以便再使用。然而,在其他情況下,聚酯可能需要藉由分解酯鍵且將聚合物還原成其單體組分而解聚合。在此類解聚合之情況下,習知方法需要最終產生高度純化之單體組分以供下游使用(可能用於聚合反應中)之步驟。然而,此類單體組分可能由於各種特性及特徵(諸如粒子或結晶大小)而無法有效用於下游聚合。
因此,需要提供一種方法,其能夠提供具有所需大小之再生單體組分,從而使得下游過程更有效。
根據本發明之一個實施例,揭示一種由廢棄材料中之聚酯之解聚合來獲得純化再生二酸之方法,其中該解聚合提供包含再生二醇、再生二酸及催化劑之經解聚合之混合物。該方法包含:將包括再生二酸及催化劑之再生組合物與再生二醇分離;在液體介質中提供再生組合物以形成老化前混合物;使老化前混合物經歷熱循環,其中該循環係在相差25℃內且在150℃或更高至300℃或更低之溫度範圍內進行以形成老化混合物;以及將再生組合物與老化混合物中之液體介質分離。
下文更詳細地闡述本發明之其他特徵及態樣。
一般熟習此項技術者應理解,本論述僅為例示性實施例之描述,且並不意欲限制本發明之更廣泛態樣。
一般而言,本發明係關於使再生二酸老化以獲得特定結晶大小之方法。一般而言,再生二酸可由使廢棄材料中之聚酯解聚合而獲得。本發明人已發現該方法可允許控制所產生之二酸之粒度。另外,此類方法亦可使再生二酸之純度改良。因此,此可使得使用再生二酸之下游聚合更有效。
舉例而言,在解聚合後,可獲得包括再生二酸及催化劑之再生組合物。再生組合物,尤其再生二酸,可經歷本文中進一步描述之熱循環以控制晶體生長。舉例而言,最初,再生二酸之平均結晶大小可小於25微米,諸如23微米或更小、諸如20微米或更小、諸如18微米或更小、諸如15微米或更小、諸如13微米或更小、諸如10微米或更小。在經歷如本文中所揭示之老化及方法之後,平均結晶大小可為50微米或更大,諸如60微米或更大、諸如70微米或更大、諸如75微米或更大、諸如80微米或更大、諸如85微米或更大、諸如90微米或更大、諸如93微米或更大、諸如95微米或更大、諸如98微米或更大、諸如100微米或更大。平均結晶大小可為200微米或更小,諸如190微米或更小、諸如180微米或更小、諸如170微米或更小、諸如160微米或更小、諸如150微米或更小、諸如140微米或更小、諸如130微米或更小、諸如125微米或更小、諸如120微米或更小、諸如115微米或更小、諸如110微米或更小、諸如108微米或更小、諸如105微米或更小、諸如103微米或更小、諸如100微米或更小。此外,在一個實施例中,粒度分佈可為單峰粒度分佈。一般而言,結晶大小可使用此項技術中已知之方法,諸如雷射光散射來測定。
如本文中所指示,再生二酸之純度亦可改良。就此而言,再生二酸可具有80%或更高,諸如85%或更高、諸如90%或更高、諸如93%或更高、諸如95%或更高、諸如97%或更高、諸如98%或更高、諸如99%或更高之純度。純度可使用此項技術中通常已知之方法來測定。
經解聚合之聚酯可包括任何形式之聚酯且未必受限於本發明。舉例而言,聚酯可包括(但不限於)線性脂族聚酯、超分支聚酯、雜環聚酯、脂族-芳族聚酯、全芳族共聚酯等。在一個實施例中,聚酯可包含線性脂族聚酯。在另一實施例中,聚酯可包含脂族-芳族聚酯。在另一實施例中,聚酯可為雜環聚酯。
特定言之,聚酯可包括(但不限於)聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚-Ɛ-己內酯、聚羥基丁酸酯、聚對苯二甲酸三亞甲酯、聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸丙二酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸丁二酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸己二酯)或其混合物。在一個實施例中,聚酯可包括聚對苯二甲酸丁二酯。在一個特定實施例中,聚酯可包括聚對苯二甲酸乙二酯。
在一個實施例中,聚酯可為生物基聚酯。一般而言,此等聚酯可為脂族聚酯。此等生物基聚酯可包括(但不限於)聚乳酸、聚乙醇酸、聚-Ɛ-己內酯、聚羥基丁酸酯等或其混合物。
另外,聚酯可為雜環聚酯。雜環可包括飽和鍵或不飽和鍵。在一個特定實施例中,雜環包括至少一個不飽和碳-碳鍵。雜環聚酯可包括呋喃基聚酯。一般而言,此等聚酯可獲自2,5-呋喃二甲酸酯。舉例而言,呋喃基聚酯可包括(但不限於)聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸丙二酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸丁二酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸己二酯)及其共聚酯。
此外,如所指示,聚酯可為廢棄材料之一部分。不意欲受限制,廢棄材料可包括多種材料。舉例而言,廢棄材料之來源可為用過的材料或回收材料。舉例而言,廢棄材料可為消費前來源(諸如以副產品形式產生之廢品)或消費後來源(諸如用過的材料)。廢棄材料可呈紡織物、纖維、紗線、薄膜、晶片等形式。舉例而言,廢棄材料可為包括纖維及/或紗線之紡織物。就此而言,廢棄材料可為廢棄紡織物。此外,聚酯可以各種形式存在。舉例而言,聚酯可以纖維、紗線、薄膜、晶片等形式存在。在一個實施例中,聚酯可以薄膜或晶片之形式存在。在另一實施例中,聚酯可以纖維或紗線之形式存在。舉例而言,聚酯可以纖維之形式存在。在另一實施例中,聚酯可以紗線之形式存在。因此,聚酯或廢棄材料之原料未必受限於本發明。
當以廢棄材料,諸如廢棄紡織物之形式存在時,聚酯可單獨存在或與其他聚合物一起存在。就此而言,聚酯可為起始廢棄材料(諸如廢棄紡織物)之一部分,該起始廢棄材料包括聚酯及至少一種其他聚合物。在一個實施例中,該至少一種其他聚合物可為除聚酯以外之聚合物。該至少一種其他聚合物可包括(但不限於)纖維素、聚醯胺、聚醚-聚脲共聚物、聚胺酯、木質纖維素、矽氧烷、天然聚合物纖維或其組合。在一個實施例中,該至少一種其他聚合物包含聚醯胺。舉例而言,聚醯胺可為耐綸。另外,聚醯胺可特定地為多肽。此外,聚合物可包括天然聚合物纖維,諸如角蛋白、幾丁質、聚葡萄胺糖、膠原蛋白或其混合物。在另一實施例中,該至少一種其他聚合物包含聚醚-聚脲共聚物。舉例而言,聚醚-聚脲共聚物可為彈性纖維(例如,氨綸)。在另一實施例中,該至少一種其他聚合物包括纖維素。纖維素可包括(但不限於)嫘縈、棉、黏膠纖維、溶解性纖維素、乙酸纖維素等。另外,在一個實施例中,纖維素可為再生纖維素。
一般而言,當該至少一種其他聚合物與聚酯一起存在時,以聚合物(亦即,聚酯及該至少一種其他聚合物)之總重量計,聚酯係以0.01 wt%或更多,諸如1 wt%或更多、諸如2 wt%或更多、諸如5 wt%或更多、諸如10 wt%或更多、諸如15 wt%或更多、諸如20 wt%或更多、諸如30 wt%或更多、諸如40 wt%或更多、諸如50 wt%或更多、諸如60 wt%或更多、諸如70 wt%或更多、諸如80 wt%或更多、諸如85 wt%或更多、諸如90 wt%或更多、諸如95 wt%或更多、諸如98 wt%或更多、諸如99 wt%或更多、諸如100 wt%之量存在。以聚合物(亦即,聚酯及該至少一種其他聚合物)之總重量計,聚酯可以100 wt%或更少,諸如99.9 wt%或更少、諸如99 wt%或更少、諸如98 wt%或更少、諸如95 wt%或更少、諸如90 wt%或更少、諸如80 wt%或更少、諸如70 wt%或更少、諸如60 wt%或更少、諸如50 wt%或更少、諸如40 wt%或更少、諸如30 wt%或更少、諸如20 wt%或更少、諸如15 wt%或更少、諸如10 wt%或更少、諸如5 wt%或更少之量存在。
此外,當該至少一種其他聚合物與聚酯一起存在時,以聚合物(亦即,聚酯及該至少一種其他聚合物)之總重量計,該至少一種其他聚合物係以0.01 wt%或更多,諸如1 wt%或更多、諸如2 wt%或更多、諸如5 wt%或更多、諸如10 wt%或更多、諸如15 wt%或更多、諸如20 wt%或更多、諸如30 wt%或更多、諸如40 wt%或更多、諸如50 wt%或更多、諸如60 wt%或更多、諸如70 wt%或更多、諸如80 wt%或更多、諸如85 wt%或更多、諸如90 wt%或更多、諸如95 wt%或更多、諸如98 wt%或更多、諸如99 wt%或更多、諸如100 wt%之量存在。以聚合物(亦即,聚酯及該至少一種其他聚合物)之總重量計,該至少一種其他聚合物可以100 wt%或更少,諸如99.9 wt%或更少、諸如99 wt%或更少、諸如98 wt%或更少、諸如95 wt%或更少、諸如90 wt%或更少、諸如80 wt%或更少、諸如70 wt%或更少、諸如60 wt%或更少、諸如50 wt%或更少、諸如40 wt%或更少、諸如30 wt%或更少、諸如20 wt%或更少、諸如15 wt%或更少、諸如10 wt%或更少、諸如5 wt%或更少之量存在。此類前述重量百分比可係關於除聚酯以外之單一種其他聚合物或複數種其他聚合物。
一般而言,聚酯可由二酸(亦即,二羧酸)及二醇形成,其中二酸與二醇在存在如本文中所定義之催化劑之情況下聚合。舉例而言,此類聚合可稱為酯化反應或酯化聚合。就此而言,解聚合可產生包括再生二酸及催化劑之再生組合物。此外,再生組合物亦可包括再生二醇。再生二醇及再生二酸之性質可視經歷解聚合之特定聚酯而定。此外,不意欲受理論限制,解聚合方法可允許再生二酸之形成,因為該方法可防止再生二酸之去羧作用。
舉例而言,再生二酸可包括(但不限於)飽和二酸、不飽和二酸或其混合物。在一個實施例中,再生二酸包含飽和二酸。飽和二酸包含乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸或其混合物。
在一個實施例中,再生二酸包含不飽和二酸。舉例而言,不飽和二酸包含直鏈不飽和二酸、分支鏈不飽和二酸、芳族二酸或其混合物。在一個實施例中,不飽和二酸包含直鏈不飽和二酸。在另一實施例中,不飽和二酸包含分支鏈不飽和二酸。在另一實施例中,不飽和二酸包含芳族二酸。芳族二酸可為多環的。舉例而言,多環芳族二酸可包括稠合、橋接或螺環接芳族二酸。
舉例而言,不飽和二酸可包含順丁烯二酸、反丁烯二酸、戊烯二酸或其混合物。在一個特定實施例中,芳族二酸可包含對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二甲酸或其混合物。在一個實施例中,芳族二酸可包含鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二甲酸或其混合物。在一個特定實施例中,芳族二酸可包含對苯二甲酸。
如本文中所指示,再生組合物亦包含催化劑。由於本文中所用之方法,催化劑可維持其催化活性。催化劑可包括銻、鍺、鈦、鈷、鉬或其混合物。在一個實施例中,催化劑可包括鍺、鈦、鈷、鉬或其混合物。在一個特定實施例中,催化劑可包含銻。舉例而言,銻可包含三氧化二銻、乙酸銻(例如,三乙酸銻,亦稱為乙酸銻(III))、羥乙酸銻、銻/金屬複合物或其混合物。舉例而言,銻/金屬複合物可包含銻以及過渡金屬及/或鹼金屬。在一個實施例中,銻/金屬複合物可包含過渡金屬及鹼金屬兩者。過渡金屬可包含(但不限於)鈷、錳、鋅或其混合物。鹼金屬可包含鋰、鈉、鉀、銫或其混合物。在一個實施例中,銻催化劑可包含乙酸銻(例如,三乙酸銻)、羥乙酸銻、銻/金屬複合物或其混合物。在一個特定實施例中,銻可包含三氧化二銻。在另一特定實施例中,銻可包含乙酸銻,諸如三乙酸銻。
在解聚合後,再生組合物可包括某一量之催化劑。舉例而言,催化劑可以大於0 ppm,諸如5 ppm或更大、諸如10 ppm或更大、諸如15 ppm或更大、諸如20 ppm或更大、諸如25 ppm或更大、諸如30 ppm或更大、諸如40 ppm或更大、諸如50 ppm或更大、諸如60 ppm或更大、諸如70 ppm或更大、諸如75 ppm或更大、諸如90 ppm或更大、諸如100 ppm或更大、諸如125 ppm或更大、諸如150 ppm或更大、諸如180 ppm或更大、諸如200 ppm或更大之量存在。催化劑可以350 ppm或更小,諸如300 ppm或更小、諸如275 ppm或更小、諸如250 ppm或更小、諸如225 ppm或更小、諸如200 ppm或更小、諸如190 ppm或更小、諸如170 ppm或更小、諸如150 ppm或更小、諸如130 ppm或更小、諸如110 ppm或更小、諸如100 ppm或更小、諸如90 ppm或更小之量存在。
換言之,以再生二酸之重量計,催化劑可以大於0 wt%,諸如0.0005 wt%或更大、諸如0.001 wt%或更大、諸如0.002 wt%或更大、諸如0.003 wt%或更大、諸如0.004 wt%或更大、諸如0.005 wt%或更大、諸如0.006 wt%或更大、諸如0.007 wt%或更大、諸如0.0075 wt%或更大、諸如0.008 wt%或更大、諸如0.01 wt%或更大、諸如0.012 wt%或更大、諸如0.014 wt%或更大、諸如0.015 wt%或更大、諸如0.018 wt%或更大、諸如0.02 wt%或更大、諸如0.022 wt%或更大、諸如0.025 wt%或更大、諸如0.028 wt%或更大、諸如0.03 wt%或更大、諸如0.04 wt%或更大之量存在。以再生二酸之重量計,催化劑可以0.05 wt%或更小,諸如0.048 wt%或更小、諸如0.045 wt%或更小、諸如0.043 wt%或更小、諸如0.04 wt%或更小、諸如0.037 wt%或更小、諸如0.035 wt%或更小、諸如0.033 wt%或更小、諸如0.03 wt%或更小、諸如0.028 wt%或更小、諸如0.025 wt%或更小、諸如0.022 wt%或更小、諸如0.02 wt%或更小、諸如0.018 wt%或更小、諸如0.016 wt%或更小、諸如0.015 wt%或更小、諸如0.013 wt%或更小、諸如0.011 wt%或更小、諸如0.01 wt%或更小、諸如0.009 wt%或更小、諸如0.008 wt%或更小、諸如0.007 wt%或更小、諸如0.005 wt%或更小、諸如0.003 wt%或更小、諸如0.002 wt%或更小、諸如0.001 wt%或更小之量存在。
再生二酸可以80 wt%或更多,諸如85 wt%或更多、諸如90 wt%或更多、諸如95 wt%或更多、諸如97 wt%或更多、諸如98 wt%或更多、諸如99 wt%或更多、諸如99.5 wt%或更多、諸如99.7 wt%或更多、諸如99.8 wt%或更多、諸如99.9 wt%或更多、諸如99.95 wt%或更多、諸如99.96 wt%或更多、諸如99.97 wt%或更多、諸如99.98 wt%或更多、諸如99.99 wt%或更多之量存在。再生二酸可以小於100 wt%,諸如99.99999 wt%或更少、諸如99.9999 wt%或更少、諸如99.9995 wt%或更少、諸如99.999 wt%或更少、諸如99.995 wt%或更少、諸如99.9 wt%或更少之量存在。
就此而言,本發明亦係關於一種包括再生二酸及催化劑之再生組合物。包括再生二酸及催化劑之再生組合物可來自如本文中所揭示之廢棄材料,諸如廢棄紡織材料。再生二酸及催化劑可為如本文中所提及之任何再生二酸及催化劑。此外,催化劑可以如上文所提及之量存在於再生組合物中。
如上文所指示,解聚合亦可產生再生二醇。舉例而言,再生二醇可為(但不限於)脂族二醇、芳族二醇或其混合物。在一個實施例中,再生二醇可包含芳族二醇。芳族二醇可為多環的。舉例而言,多環芳族二醇可包括稠合、橋連或螺環接芳族二醇。芳族二醇可包含兒茶酚、間苯二酚、對苯二酚或其混合物。在另一實施例中,再生二醇包含脂族二醇。舉例而言,脂族二醇可包含乙二醇、丁二醇(例如,1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇)、丙二醇(例如,1,2-丙二醇、1,3-丙二醇)、戊二醇(例如1,5-戊二醇、2,3-戊二醇、2,4-戊二醇等)、己二醇(例如1,6-己二醇、2,5-己二醇等)、四乙二醇或其混合物。在一個實施例中,脂族二醇包含丁二醇、丙二醇或其混合物。在一個特定實施例中,脂族二醇包含乙二醇。
雖然前述內容提供關於解聚合方法之一般描述,但下文提供其他細節。一般而言,用於進行解聚合之設備未必受限。舉例而言,解聚合可在解聚合容器中進行,該容器亦可互換地稱為反應器。特定言之,容器可為允許在水熱條件下解聚合之容器。與設備無關,解聚合可以連續法、分批法或半連續法進行。在一個實施例中,解聚合可以連續法進行。在另一實施例中,解聚合可以分批法進行。在另一實施例中,解聚合可以半連續法進行。
解聚合可使用允許分解酯鍵之各種方法進行。舉例而言,在一個實施例中,解聚合可經由醇解,諸如藉由使用一元醇或多元醇進行。醇解之一個實例可為甲醇解。在特定實施例中,解聚合可經由水解進行。關於後者,可能不會在解聚合期間提供諸如甲醇之醇來降解或分解聚酯。
一般而言,容器可包括解聚合混合物。舉例而言,解聚合混合物可包括廢棄紡織物。另外,解聚合混合物亦可包括液相。液相可包括水、二醇或其混合物。在一個實施例中,液相可包括水。在另一實施例中,液相可包括二醇,諸如上文所提及之再生二醇之實例,諸如乙二醇。當液相包括水時,水可以液相之50 wt%或更多,諸如60 wt%或更多、諸如70 wt%或更多、諸如80 wt%或更多、諸如90 wt%或更多、諸如95 wt%或更多、諸如98 wt%或更多、諸如99 wt%或更多之量存在。在一個實施例中,整個液相(亦即,100 wt%)可由水構成。
以固體及液體(亦即,解聚合混合物)之總重量計,固體含量可為0.01 wt%或更多,諸如1 wt%或更多、諸如2 wt%或更多、諸如5 wt%或更多、諸如10 wt%或更多、諸如15 wt%或更多、諸如20 wt%或更多、諸如30 wt%或更多、諸如40 wt%或更多、諸如50 wt%或更多、諸如60 wt%或更多、諸如70 wt%或更多、諸如80 wt%或更多、諸如85 wt%或更多、諸如90 wt%或更多、諸如95 wt%或更多、諸如98 wt%或更多、諸如99 wt%或更多。以固體及液體(亦即,解聚合混合物)之總重量計,固體含量可為小於100 wt%,諸如99.9  wt%或更少、諸如99 wt%或更少、諸如98 wt%或更少、諸如95 wt%或更少、諸如90 wt%或更少、諸如80 wt%或更少、諸如70 wt%或更少、諸如60 wt%或更少、諸如50 wt%或更少、諸如40 wt%或更少、諸如30 wt%或更少、諸如20 wt%或更少、諸如15 wt%或更少、諸如10 wt%或更少、諸如5 wt%或更少。
在固體中,以固體之總重量計,廢棄材料(諸如廢棄紡織物)可以0.01 wt%或更多,諸如1 wt%或更多、諸如2 wt%或更多、諸如5 wt%或更多、諸如10 wt%或更多、諸如15 wt%或更多、諸如20 wt%或更多、諸如30 wt%或更多、諸如40 wt%或更多、諸如50 wt%或更多、諸如60 wt%或更多、諸如70 wt%或更多、諸如80 wt%或更多、諸如85 wt%或更多、諸如90 wt%或更多、諸如95 wt%或更多、諸如98 wt%或更多、諸如99 wt%或更多、諸如100 wt%之量存在。以固體之總重量計,廢棄材料可以100 wt%或更少,諸如99.9 wt%或更少、諸如99 wt%或更少、諸如98 wt%或更少、諸如95 wt%或更少、諸如90 wt%或更少、諸如80 wt%或更少、諸如70 wt%或更少、諸如60 wt%或更少、諸如50 wt%或更少、諸如40 wt%或更少、諸如30 wt%或更少、諸如20 wt%或更少、諸如15 wt%或更少、諸如10 wt%或更少、諸如5 wt%或更少之量存在。
解聚合可在鹼性條件下進行。舉例而言,pH可大於7,諸如7.5或更大、大於8或更大、諸如8.5或更大、諸如9或更大、諸如9.5或更大、諸如10或更大、諸如11或更大、諸如12或更大。pH可為14或更小,諸如13或更小、諸如12.5或更小、諸如12或更小、諸如11.5或更小、諸如11或更小、諸如10.5或更小、諸如10或更小、諸如9.5或更小、諸如9或更小。舉例而言,作為一個實例,pH可為12至13。
為了獲得鹼性pH,可將鹼提供至混合物中。鹼可為弱鹼或強鹼。在一個實施例中,鹼可為弱鹼。舉例而言,鹼可包括(但不限於)氨、甲胺、三甲胺、肼、氫氧化銨等。在另一實施例中,鹼可為強鹼。舉例而言,鹼可包括(但不限於)氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化鈣、氫氧化鋰、氫氧化鎂等。因此,鹼可為鹼金屬氫氧化物、鹼土金屬氫氧化物、氫氧化銨或其混合物。當使用時,鹼可以解聚合混合物之0.01 wt%或更多,諸如0.05 wt%或更多、諸如0.1 wt%或更多、諸如0.2 wt%或更多、諸如0.3 wt%或更多、諸如0.5 wt%或更多、諸如1 wt%或更多、諸如2 wt%或更多、諸如3 wt%或更多、諸如5 wt%或更多、諸如7 wt%或更多、諸如10 wt%或更多、諸如12 wt%或更多、諸如14 wt%或更多之量存在。鹼可以解聚合混合物之15 wt%或更少,諸如13 wt%或更少、諸如11 wt%或更少、諸如10 wt%或更少、諸如8 wt%或更少、諸如6 wt%或更少、諸如5 wt%或更少、諸如4 wt%或更少、諸如3 wt%或更少、諸如2 wt%或更少、諸如1 wt%或更少、諸如0.8 wt%或更少、諸如0.5 wt%或更少之量存在。
此外,其餘解聚合條件未必受限。舉例而言,解聚合可在50℃或更高,諸如60℃或更高、諸如70℃或更高、諸如80℃或更高、諸如90℃或更高、諸如100℃或更高、諸如110℃或更高、諸如120℃或更高、諸如130℃或更高、諸如150℃或更高、諸如180℃或更高之溫度下進行。溫度可為250℃或更低,諸如240℃或更低、諸如220℃或更低、諸如200℃或更低、諸如190℃或更低、諸如180℃或更低、諸如170℃或更低、諸如160℃或更低、諸如150℃或更低、諸如140℃或更低。特定言之,解聚合可在常壓沸點(100℃)與水之臨界溫度(374℃)之間的溫度下進行。
解聚合可在1 kPa或更大,諸如2 kPa或更大、諸如3 kPa或更大、諸如5 kPa或更大、諸如10 kPa或更大、諸如20 kPa或更大、諸如50 kPa或更大、諸如80 kPa或更大、諸如100 kPa或更大、諸如130 kPa或更大、諸如150 kPa或更大、諸如200 kPa或更大、諸如250 kPa或更大、諸如300 kPa或更大、諸如500 kPa或更大、諸如800 kPa或更大、諸如1000 kPa或更大、諸如1200 kPa或更大、諸如1500 kPa或更大之壓力下進行。壓力可為2000 kPa或更小,諸如1800 kPa或更小、諸如1500 kPa或更小、諸如1300 kPa或更小、諸如1000 kPa或更小、諸如700 kPa或更小、諸如500 kPa或更小、諸如400 kPa或更小、諸如300 kPa或更小、諸如200 kPa或更小、諸如100 kPa或更小、諸如70 kPa或更小、諸如50 kPa或更小、諸如40 kPa或更小、諸如30 kPa或更小、諸如25 kPa或更小、諸如20 kPa或更小、諸如15 kPa或更小、諸如10或更小。此外,壓力可為水之蒸汽壓。
解聚合可進行0.01小時或更長,諸如0.02小時或更長、諸如0.05小時或更長、諸如0.1小時或更長、諸如0.2小時或更長、諸如0.3小時或更長、諸如0.5小時或更長、諸如1小時或更長、諸如2小時或更長、諸如3小時或更長、諸如4小時或更長、諸如5小時或更長、諸如6小時或更長、諸如8小時或更長、諸如10小時或更長、諸如12小時或更長、諸如15小時或更長。該時間可為24小時或更短,諸如20小時或更短、諸如18小時或更短、諸如15小時或更短、諸如13小時或更短、諸如11小時或更短、諸如10小時或更短、諸如8小時或更短、諸如6小時或更短、諸如5小時或更短、諸如4小時或更短、諸如3小時或更短、諸如2小時或更短、諸如1小時或更短、諸如0.8小時或更短、諸如0.6小時或更短、諸如0.5小時或更短、諸如0.4小時或更短、諸如0.3小時或更短、諸如0.2小時或更短、諸如0.1小時或更短。
在解聚合後,經解聚合之混合物可包括再生二醇及再生二酸,諸如再生二酸之鹽。舉例而言,再生二酸,諸如再生二酸之鹽,可溶解於液體介質中。該鹽可為鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽。在一個實施例中,鹽可為鹼金屬鹽,諸如二鹼金屬鹽。舉例而言,鹽可包含鋰、鈉、鉀、銫或其混合物。在一個實施例中,鹽可包含二鋰、二鈉、二鉀、二銫或其混合物。在另一實施例中,鹽可包含鹼金屬鹽。舉例而言,鹽可包含鈹、鎂、鈣、鍶、鋇或其混合物。
經解聚合之混合物亦可包括本文中所描述之催化劑。此外,再生二酸、再生二醇及/或催化劑可以經溶解之組分形式存在於經解聚合之混合物中。舉例而言,在一個實施例中,再生二酸可被溶解。在另一實施例中,再生二醇可被溶解。在另一實施例中,催化劑可被溶解。
如本文中所指示,廢棄材料可包括除聚酯之外的其他聚合物。就此而言,此類聚合物在解聚合反應期間可能不會解聚合。因此,此類聚合物亦可存在於經解聚合之混合物中。因此,在解聚合完成後,可將此類聚合物自經解聚合之混合物移除或分離。此類移除或分離可經由機械方式,諸如過濾器進行。然而,應理解,此項技術中通常已知之其他方法亦可用於將其他聚合物自經解聚合之混合物分離。溫度未必受限且可為室溫或更高。舉例而言,溫度可為20℃或更高,諸如30℃或更高、諸如40℃或更高、諸如50℃或更高、諸如60℃或更高、諸如70℃或更高、諸如80℃或更高、諸如90℃或更高、諸如100℃或更高、諸如110℃或更高、諸如120℃或更高、諸如130℃或更高、諸如150℃或更高、諸如180℃或更高。溫度可為250℃或更低,諸如240℃或更低、諸如220℃或更低、諸如200℃或更低、諸如190℃或更低、諸如180℃或更低、諸如170℃或更低、諸如160℃或更低、諸如150℃或更低、諸如140℃或更低。
亦可使經解聚合之混合物,尤其經解聚合及經分離之混合物澄清。舉例而言,可使用此項技術中通常已知之方法(諸如過濾(例如,膜過濾)、離心等)使混合物澄清。特定言之,過濾可為矽藻土過濾。此類步驟可允許減少或移除混合物內之固體。
另外或替代地,混合物可經歷使用脫色劑進行之脫色步驟。舉例而言,可使混合物經歷包含脫色碳(諸如活性炭)之脫色劑。可有助於脫色之其他脫色劑可包括過氧化物(例如,過氧化氫、過氧化鈉等)、次氯酸鹽(例如,次氯酸鈉、次氯酸鈣、次氯酸鋰等)、碳酸鹽(例如,碳酸鈉)、過氧乙酸、氯化鈉、亞硫酸氫鈉等。
經解聚合之混合物(例如,進行或未進行前述分離、澄清及/或脫色)可接著經歷分離步驟,諸如沈澱步驟。關於分離,此類方法可包括蒸餾等。在一個特定實施例中,分離可為沈澱(或結晶)步驟。舉例而言,沈澱步驟可能允許再生二酸之沈澱。類似地,沈澱步驟亦可允許催化劑之沈澱。為了開始沈澱,可將酸提供至經解聚合之混合物中。酸可為弱酸或強酸。在一個實施例中,酸可為弱酸。舉例而言,酸可為(但不限於)乙酸、甲酸、苯甲酸、草酸、氫氟酸、磷酸、亞硝酸等。在另一實施例中,酸可為強酸。舉例而言,酸可為(但不限於)氫氯酸、硝酸、硫酸、氫溴酸、氫碘酸、氯酸、過氯酸等。酸之濃度未必受限於本發明。舉例而言,濃度可為1%或更高,諸如5%或更高、諸如10%或更高、諸如15%或更高、諸如20%或更高、諸如25%或更高、諸如30%或更高、諸如40%或更高、諸如50%或更高、諸如60%或更高、諸如70%或更高、諸如80%或更高、諸如90%或更高、諸如100%。該濃度可為100%或更低,諸如95%或更低、諸如90%或更低、諸如80%或更低、諸如70%或更低、諸如60%或更低、諸如50%或更低、諸如40%或更低、諸如30%或更低、諸如25%或更低、諸如20%或更低、諸如15%或更低、諸如10%或更低、諸如5%或更低。
就此而言,可降低經解聚合之混合物之pH以便開始及/或進行沈澱。舉例而言,pH可為7或更小,諸如6.5或更小、諸如6或更小、諸如5.5或更小、諸如5或更小、諸如4.5或更小、諸如4或更小、諸如3.5或更小、諸如3或更小、諸如2.5或更小。pH可為1或更大,諸如1.5或更大、諸如2或更大、諸如2.5或更大、諸如3或更大、諸如3.5或更大、諸如4或更大、諸如4.5或更大、諸如5或更大、諸如5.5或更大。就此而言,在沈澱期間之最終pH可在前述pH範圍內。
另外,允許再生二酸及/或催化劑進行沈澱之滯留時間可為0.5分鐘或更長,諸如1分鐘或更長、諸如2分鐘或更長、諸如3分鐘或更長、諸如5分鐘或更長、諸如10分鐘或更長、諸如15分鐘或更長、諸如20分鐘或更長、諸如25分鐘或更長、諸如30分鐘或更長、諸如45分鐘或更長、諸如1小時或更長。允許再生二酸及/或催化劑進行沈澱之滯留時間可為10小時或更短,諸如8小時或更短、諸如6小時或更短、諸如5小時或更短、諸如4小時或更短、諸如3小時或更短、諸如2小時或更短、諸如1小時或更短、諸如50分鐘或更短、諸如40分鐘或更短、諸如30分鐘或更短、諸如25分鐘或更短、諸如20分鐘或更短、諸如15分鐘或更短、諸如10分鐘或更短、諸如8分鐘或更短、諸如6分鐘或更短、諸如5分鐘或更短、諸如4分鐘或更短、諸如3分鐘或更短、諸如2分鐘或更短。
在一個實施例中,pH之降低可為逐步的,其實現可控度更高之沈澱。就此而言,沈澱可在至少兩個階段期間進行,各階段處於不同pH下。
舉例而言,pH可降低至前述範圍內且在進一步降低之前保持某一時段。舉例而言,pH之初始降低可為0.5或更大,諸如1或更大、諸如1.5或更大、諸如2或更大、諸如2.5或更大、諸如3或更大。pH之初始降低可為5或更小,諸如4.5或更小、諸如4或更小、諸如3.5或更小、諸如3或更小、諸如2.5或更小。在完成初始降低後,可使再生二酸進行沈澱持續0.5分鐘或更長,諸如1分鐘或更長、諸如2分鐘或更長、諸如3分鐘或更長、諸如5分鐘或更長、諸如10分鐘或更長、諸如15分鐘或更長、諸如20分鐘或更長、諸如25分鐘或更長、諸如30分鐘或更長、諸如45分鐘或更長、諸如1小時或更長。可使再生二酸進行沈澱持續10小時或更短,諸如8小時或更短、諸如6小時或更短、諸如5小時或更短、諸如4小時或更短、諸如3小時或更短、諸如2小時或更短、諸如1小時或更短、諸如50分鐘或更短、諸如40分鐘或更短、諸如30分鐘或更短、諸如25分鐘或更短、諸如20分鐘或更短、諸如15分鐘或更短、諸如10分鐘或更短、諸如8分鐘或更短、諸如6分鐘或更短、諸如5分鐘或更短、諸如4分鐘或更短、諸如3分鐘或更短、諸如2分鐘或更短。
隨後,可在第二pH降低步驟中進一步降低pH。pH之此類降低可為5或更小,諸如4.5或更小、諸如4或更小、諸如3.5或更小、諸如3或更小、諸如2.5或更小。在完成初始降低後,可使再生二酸進行沈澱持續0.5分鐘或更長,諸如1分鐘或更長、諸如2分鐘或更長、諸如3分鐘或更長、諸如5分鐘或更長、諸如10分鐘或更長、諸如15分鐘或更長、諸如20分鐘或更長、諸如25分鐘或更長、諸如30分鐘或更長、諸如45分鐘或更長、諸如1小時或更長。可使再生二酸進行沈澱持續10小時或更短,諸如8小時或更短、諸如6小時或更短、諸如5小時或更短、諸如4小時或更短、諸如3小時或更短、諸如2小時或更短、諸如1小時或更短、諸如50分鐘或更短、諸如40分鐘或更短、諸如30分鐘或更短、諸如25分鐘或更短、諸如20分鐘或更短、諸如15分鐘或更短、諸如10分鐘或更短、諸如8分鐘或更短、諸如6分鐘或更短、諸如5分鐘或更短、諸如4分鐘或更短、諸如3分鐘或更短、諸如2分鐘或更短。
雖然前述內容提及兩個pH降低步驟,但應理解,pH降低步驟之數目及各pH降低程度可未必受限於本發明。舉例而言,方法亦可包括第三pH降低步驟,其降低程度及降低時間係如上文關於第一及第二次降低步驟所指示。
在再生二酸及/或催化劑沈澱之後,可將包括再生二酸及催化劑之再生組合物自經沈澱之混合物分離,該經沈澱之混合物可包括再生二醇及/或液體介質。此類分離可使用機械方法進行。舉例而言,可使用此項技術中通常已知之方法(諸如過濾(例如,壓濾機)、離心、傾析等)進行分離。隨後,可洗滌包括再生二酸及催化劑之再生組合物且使其在環境條件下或在加熱設備中乾燥。
此外,如本文中所指示,包括再生二酸及催化劑之再生組合物可經老化以便獲得所需結晶大小。在與再生二醇分離之後,可洗滌及/或過濾再生組合物直至獲得大體上中性之pH。然而,應理解,再生二酸及催化劑可在不進行任何洗滌及/或過濾之情況下老化以便獲得所需結晶大小。
老化可在所需pH下進行。舉例而言,pH可為6或更大,諸如6.1或更大、諸如6.2或更大、諸如6.3或更大、諸如6.4或更大、諸如6.5或更大、諸如6.6或更大、諸如6.7或更大、諸如6.8或更大、諸如6.9或更大、諸如7或更大。pH可為8.0或更小,諸如7.9或更小、諸如7.8或更小、諸如7.7或更小、諸如7.6或更小、諸如7.5或更小、諸如7.4或更小、諸如7.3或更小、諸如7.2或更小、諸如7.1或更小、諸如7或更小。
另外,老化係在液體介質中進行。舉例而言,液體介質可為如上文關於用於解聚合之液體介質所論述之任何液體介質。液體介質可包括水、有機溶劑或其混合物。在一個特定實施例中,液體介質可為水。在另一實施例中,液體介質可為有機溶劑。舉例而言,有機溶劑可包括(但不限於)乙酸、二甲基甲醯胺及/或二甲亞碸。在一個特定實施例中,溶劑可包括有包括乙酸之有機溶劑。在一個實施例中,液體介質可包括乙酸與水之組合。
此外,液體介質內之固體含量可為5 wt%或更多,諸如10 wt%或更多、諸如15 wt%或更多、諸如20 wt%或更多、諸如25 wt%或更多。固體含量可為50 wt%或更少,諸如45 wt%或更少、諸如35 wt%或更少、諸如30 wt%或更少、諸如25 wt%或更少、諸如20 wt%或更少、諸如15 wt%或更少。在包括再生二酸及催化劑之再生組合物的老化及乾燥後之最終固體含量可為90 wt%或更多,諸如95 wt%或更多、諸如98 wt%或更多、諸如99 wt%或更多。雖然上文通常係關於液體介質內之固體含量,但在一個實施例中,前述內容亦可係關於液體介質內之再生二酸之固體含量。
一般而言,在老化之前的固體及液體介質之組合可稱為老化前混合物。當進行老化時,可使用此項技術中通常已知之混合裝置或攪拌裝置在液體介質內混合固體。然而,在某些實施例中,應理解,可不使用混合裝置或攪拌裝置。
用於老化之溫度可為120℃或更高,諸如130℃或更高、諸如140℃或更高、諸如150℃或更高、諸如160℃或更高、諸如170℃或更高、諸如180℃或更高、諸如190℃或更高、諸如200℃或更高、諸如210℃或更高、諸如220℃或更高。該溫度可為300℃或更低,諸如290℃或更低、諸如280℃或更低、諸如270℃或更低、諸如260℃或更低、諸如250℃或更低、諸如240℃或更低、諸如230℃或更低、諸如220℃或更低、諸如210℃或更低。
在一個實施例中,老化可使用熱循環進行,例如其中溫度在各種溫度之間浮動。舉例而言,熱循環可在相差5℃內,諸如相差10℃內、諸如相差15℃內、諸如相差20℃內、諸如相差25℃內之範圍內。熱循環可為至少4℃或更高,諸如5℃或更高、諸如7℃或更高、諸如9℃或更高、諸如10℃或更高、諸如13℃或更高、諸如15℃或更高、諸如18℃或更高、諸如20℃或更高。熱循環可為40℃或更低,諸如35℃或更低、諸如30℃或更低、諸如25℃或更低、諸如23℃或更低、諸如20℃或更低、諸如17℃或更低、諸如15℃或更低、諸如14℃或更低、諸如12℃或更低、諸如10℃或更低、諸如9℃或更低、諸如7℃或更低。此類熱循環可在如上文所提及之溫度內。僅作為一個實例,熱循環可為10℃ (例如,210℃至220℃之間)之範圍。作為另一實例,熱循環可為180℃或更高至250℃或更低之溫度範圍內的在相差15℃ (例如,5℃、10℃等)內之範圍。
循環之數目未必受限。舉例而言,循環之數目可基於所需大小。舉例而言,循環之數目可為1或更多,諸如2或更多、諸如3或更多、諸如4或更多、諸如5或更多、諸如6或更多、諸如7或更多、諸如8或更多、諸如9或更多、諸如10或更多、諸如12或更多、諸如15或更多、諸如17或更多、諸如20或更多。循環之數目可為50或更少,諸如45或更少、諸如40或更少、諸如35或更少、諸如30或更少、諸如25或更少、諸如20或更少、諸如18或更少、諸如16或更少、諸如15或更少、諸如14或更少、諸如12或更少、諸如10或更少、諸如9或更少、諸如8或更少、諸如7或更少、諸如6或更少、諸如5或更少。
當在循環期間升高溫度時,溫度可以0.5℃/分鐘或更高,諸如1℃/分鐘或更高、諸如2℃/分鐘或更高、諸如3℃/分鐘或更高、諸如4℃/分鐘或更高、諸如5℃/分鐘或更高、諸如7℃/分鐘或更高、諸如10℃/分鐘或更高之速率變化。溫度可以20℃/分鐘或更低,諸如18℃/分鐘或更低、諸如15℃/分鐘或更低、諸如13℃/分鐘或更低、諸如11℃/分鐘或更低、諸如10℃/分鐘或更低、諸如8℃/分鐘或更低、諸如6℃/分鐘或更低、諸如5℃/分鐘或更低、諸如4℃/分鐘或更低、諸如3℃/分鐘或更低、諸如2℃/分鐘或更低之速率變化。
當在循環期間降低溫度時,溫度可以0.5℃/分鐘或更高,諸如1℃/分鐘或更高、諸如2℃/分鐘或更高、諸如3℃/分鐘或更高、諸如4℃/分鐘或更高、諸如5℃/分鐘或更高、諸如7℃/分鐘或更高、諸如10℃/分鐘或更高之速率變化。溫度可以320℃/分鐘或更低,諸如18℃/分鐘或更低、諸如15℃/分鐘或更低、諸如13℃/分鐘或更低、諸如11℃/分鐘或更低、諸如10℃/分鐘或更低、諸如8℃/分鐘或更低、諸如6℃/分鐘或更低、諸如5℃/分鐘或更低、諸如4℃/分鐘或更低、諸如3℃/分鐘或更低、諸如2℃/分鐘或更低之速率變化。
一般而言,再生組合物可在單個裝置內進行溫度變化及/或循環。或者,再生組合物可進行溫度變化或使用第二裝置經歷不同溫度。舉例而言,再生組合物可在處於如上文所指示之第一溫度下之第一裝置內,其中接著將再生組合物轉移至處於如上文所指示之第二溫度下之第二裝置中。就此而言,再生組合物可在第一裝置與第二裝置之間循環,藉此在各對應裝置內經歷溫度變化。
類似地,再生組合物可在處於如上文所指示之第一溫度下之第一裝置內,其中經由處於如上文所指示之第二溫度下之第二裝置轉移至少一部分再生組合物。就此而言,至少一部分再生組合物可在第一裝置與第二裝置之間循環,藉此在各對應裝置內經歷溫度變化。
就此而言,第一溫度及第二溫度中之一者通常大於另一者。就此而言,不意欲受理論限制,再生二酸之較小結晶可在較高溫度下溶解,藉此在經歷循環中之較低或較冷溫度時生長至現有結晶上。因此,可將產生新的結晶,從而引起較小大小之晶核生成之量減至最少或避免其發生。
作為另一實例,再生組合物可在處於一種溫度下之一個裝置內。隨後,為了使結晶老化,可將至少一部分再生組合物經由處於第二及較高溫度下之第二裝置(諸如熱交換器)進行流通或循環。或者,可將至少一部分再生組合物經由處於第二及較低溫度下之第二裝置(諸如冷卻器或冷卻裝置)進行流通或循環。與方法無關,具有溫度變化之循環可有助於控制再生二酸之結晶的生長。
可使用此項技術中之方法來升高溫度。舉例而言,可使用加熱裝置、溫熱或熱空氣、熱交換器等來升高溫度。亦可使用此項技術中之方法來降低溫度。舉例而言,可使用經冷卻之空氣、冷凍器或冷卻器等來降低溫度。此外,視方法而定,循環及老化可以分批法進行。在另一實施例中,循環及老化可以連續或半連續法進行。
在獲得所需大小後,可將包括再生二酸及催化劑之再生組合物自液體介質(或老化混合物)分離。在一個實施例中,分離可經由機械方法進行。舉例而言,可使用此項技術中通常已知之方法(諸如過濾(例如,壓濾機)、離心、傾析等)進行分離。或者,可在移除液體介質之情況下簡便地使固體沈降。隨後,可使用此項技術中通常已知之方法將固體乾燥。此外,經老化及純化之再生組合物亦可具有如上文關於重量百分比等所提及之特徵。
如本文中所指示,再生組合物包含再生二酸及催化劑。在一個實施例中,可不在本文中所描述之解聚合反應期間引入催化劑。在另一實施例中,可不在本文中所描述之解聚合方法之任何步驟期間引入此類催化劑。舉例而言,在進行解聚合之前可不向原料中添加催化劑。
此外,在一個實施例中,可不在本文中所描述之解聚合反應期間引入通常在用於形成聚酯之二酸及二醇之聚合反應中使用之催化劑。在另一實施例中,可不在本文中所描述之解聚合方法之任何步驟期間引入此類催化劑。舉例而言,在進行解聚合之前可不向原料中添加催化劑。
另外,再生二酸可具有峰值溫度,其可與根據微差掃描熱量法所測定的標準參考物之峰值溫度相差某一度數。舉例而言,若再生二酸為再生對苯二甲酸,則峰值溫度可與標準對苯二甲酸參考物之峰值溫度相差某一度數。舉例而言,此類差異可在10度以內,諸如在9度以內、諸如在8度以內、諸如在7度以內、諸如在6度以內、諸如在5度以內、諸如在4.5度以內、諸如在4度以內、諸如在3.5度以內、諸如在3度以內、諸如在2.5度以內、諸如在2度以內、諸如在1.5度以內、諸如在1度以內。對於此類測定,可使用TA Instruments Discovery Model DSC,利用「加熱-冷卻-加熱(heat-cool-heat)」法移除基於處理歷程之任何熱歷程來進行微差掃描熱量法。可以10℃/分鐘之速率自(0℃或-90℃)至325℃進行第二加熱掃描。
類似地,再生二酸可具有起始溫度,其可與根據熱重分析所測定的標準參考物之起始溫度相差某一度數。舉例而言,若再生二酸為再生對苯二甲酸,則起始溫度可與標準對苯二甲酸參考物之起始溫度相差某一度數。舉例而言,此類差異可在10度以內,諸如在9度以內、諸如在8度以內、諸如在7度以內、諸如在6度以內、諸如在5度以內、諸如在4.5度以內、諸如在4度以內、諸如在3.5度以內、諸如在3度以內、諸如在2.5度以內、諸如在2度以內、諸如在1.5度以內、諸如在1度以內、諸如在0.5度以內。對於此類測定,可使用TA Instruments Discovery Model TGA,利用以20℃/分鐘之速率進行之自室溫至700℃之溫度漸變在氮氣氛圍下進行熱重分析。
此外,如上文所指示,解聚合可在適合之設備(諸如反應器或容器)中進行。就此而言,亦可在適當之設備中進行任何後續步驟(例如澄清、脫色、分離、沈澱)。就此而言,用於進行此類步驟之設備亦不受限於本發明。此外,在需要時,可使用各種管道、導管、泵、槽、閥等將設備連接在一起。
本發明之此等及其他修改及變化可在不脫離本發明之精神及範疇之情況下由一般熟習此項技術者進行實踐。另外,應理解,各種實施例之態樣均可全部或部分進行互換。此外,一般熟習此項技術者將瞭解,先前描述係僅作為實例,且不意欲限制在此類隨附申請專利範圍中進一步描述之本發明。

Claims (53)

  1. 一種由廢棄材料中之聚酯之解聚合獲得經純化之再生二酸之方法,其中該解聚合提供包含再生二醇、再生二酸及催化劑之經解聚合之混合物,該方法包含: 將包括該再生二酸及該催化劑之再生組合物與該再生二醇分離; 在液體介質中提供該再生組合物以形成老化前混合物; 使該老化前混合物經歷熱循環,其中該循環係在相差25℃以內且在150℃或更高至300℃或更低之溫度範圍內進行以形成老化混合物;以及 將該再生組合物自該老化混合物中之液體介質分離。
  2. 如請求項1之方法,其中該循環係在相差15℃以內進行。
  3. 如請求項1之方法,其中該循環係在相差10℃以內進行。
  4. 如請求項1之方法,其中該循環係在150℃或更高至300℃或更低之溫度範圍內進行。
  5. 如請求項1之方法,其中該循環係在200℃或更高至250℃或更低之溫度範圍內進行。
  6. 如請求項1之方法,其中該循環係在相差15℃以內且在200℃或更高至250℃或更低之溫度範圍內進行。
  7. 如請求項1之方法,其中該循環係在相差10℃以內且在210℃或更高至230℃或更低之溫度範圍內進行。
  8. 如請求項1之方法,其中該廢棄材料為廢棄紡織物。
  9. 如請求項1之方法,其中該催化劑包含鍺、鈦、鈷、鉬或其混合物。
  10. 如請求項1之方法,其中該催化劑包含銻。
  11. 如請求項1之方法,其中該催化劑包含三氧化二銻、羥乙酸銻、銻/金屬複合物或其混合物。
  12. 如請求項1之方法,其中該催化劑包含乙酸銻。
  13. 如請求項1之方法,其中該催化劑係以大於0 ppm至300 ppm之量存在於該再生組合物中。
  14. 如請求項1之方法,其中該催化劑係以大於5 ppm至250 ppm之量存在於該再生組合物中。
  15. 如請求項1之方法,其中該催化劑係以大於75 ppm至100 ppm之量存在於該再生組合物中。
  16. 如請求項1之方法,其中以該再生二酸之重量計,該催化劑係以大於0 wt%至0.05 wt%之量存在於該再生組合物中。
  17. 如請求項1之方法,其中以該再生二酸之重量計,該催化劑係以大於0.0005 wt%至0.01 wt%之量存在於該再生組合物中。
  18. 如請求項1之方法,其中該再生二酸包含芳族二酸。
  19. 如請求項18之方法,其中該芳族二酸包含鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二甲酸或其混合物。
  20. 如請求項18之方法,其中該芳族二酸包含對苯二甲酸。
  21. 如請求項1之方法,其中該再生二酸包含飽和二酸、不飽和二酸或其混合物。
  22. 如請求項19之方法,其中該飽和二酸包含乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸或其混合物。
  23. 如請求項19之方法,其中該不飽和二酸包含順丁烯二酸、反丁烯二酸、戊烯二酸或其混合物。
  24. 如請求項1之方法,其中該再生二醇包含脂族二醇。
  25. 如請求項1之方法,其中該再生二醇包含乙二醇。
  26. 如請求項1之方法,其中該再生二醇包含丁二醇、丙二醇、戊二醇、己二醇、四乙二醇或其混合物。
  27. 如請求項1之方法,其中該再生二醇包含芳族二醇。
  28. 如請求項27之方法,其中該芳族二醇包含兒茶酚、間苯二酚、對苯二酚或其混合物。
  29. 如請求項1之方法,其中該方法包含: 使該聚酯解聚合以形成包含再生二醇、再生二酸及催化劑之經解聚合之混合物。
  30. 如請求項29之方法,解聚合係在100℃至220℃之溫度下進行。
  31. 如請求項29之方法,其中該解聚合係在130℃至180℃之溫度下進行。
  32. 如請求項29之方法,其中該解聚合係在水中進行。
  33. 如請求項29之方法,其中該解聚合係經由水解進行。
  34. 如請求項33之方法,其中該水解係在存在強鹼之情況下進行。
  35. 如請求項33之方法,其中該水解係在10或更高之pH下進行。
  36. 如請求項29之方法,其進一步包含: 使該經解聚合之混合物變得澄清。
  37. 如請求項36之方法,其中該澄清包括過濾。
  38. 如請求項36之方法,其進一步包含: 使該經解聚合之混合物脫色。
  39. 如請求項38之方法,其中使用包含活性炭之脫色劑進行脫色。
  40. 如請求項1之方法,其中該方法包含: 將該再生二酸及該催化劑與該再生二醇分離,以形成包括該再生二酸及該催化劑之再生組合物。
  41. 如請求項40之方法,其中該分離步驟包含使該再生二酸及該催化劑沈澱。
  42. 如請求項41之方法,其中該沈澱步驟包含將強酸添加至該經解聚合之混合物中。
  43. 如請求項41之方法,其中該沈澱步驟係在6或更低之pH下進行。
  44. 如請求項41之方法,其中該沈澱步驟係在3或更低之pH下進行。
  45. 如請求項41之方法,其中該沈澱步驟係以兩個階段進行,各階段處於不同pH下。
  46. 如請求項1之方法,其中該廢棄材料包含聚酯及至少一種其他聚合物。
  47. 如請求項46之方法,其中該至少一種其他聚合物包含纖維素。
  48. 如請求項46之方法,其中該至少一種其他聚合物包含聚醯胺。
  49. 如請求項46之方法,其中該至少一種其他聚合物包含聚醚-聚脲共聚物。
  50. 如請求項46之方法,其中以該等聚合物之總重量計,該聚酯係以約50 wt%或更多之量存在。
  51. 如請求項46之方法,其中以該等聚合物之總重量計,該聚酯係以約90 wt%或更多之量存在。
  52. 如請求項1之方法,其中該聚酯係在該解聚合步驟期間在不添加催化劑之情況下解聚合。
  53. 如請求項1之方法,其中該聚酯係在該解聚合方法期間在不添加催化劑之情況下解聚合。
TW111135169A 2021-09-16 2022-09-16 老化再生二酸結晶之方法 TW202330759A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163244832P 2021-09-16 2021-09-16
US63/244,832 2021-09-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202330759A true TW202330759A (zh) 2023-08-01

Family

ID=85479460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111135169A TW202330759A (zh) 2021-09-16 2022-09-16 老化再生二酸結晶之方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230082247A1 (zh)
TW (1) TW202330759A (zh)
WO (1) WO2023044028A1 (zh)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7897651B2 (en) * 2005-12-09 2011-03-01 Kazutoshi Ikenaga Method for depolymerizing polyester and unsaturated polyester, and method for recovering polyester monomer using the depolymerization
EP2287225A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-23 Saudi Basic Industries Corporation Process for making polyethylene terephthalate
WO2011109409A1 (en) * 2010-03-01 2011-09-09 David Hunt Sullivan Methods of treating articles with selected frequencies and articles treated thereby
US9255194B2 (en) * 2013-10-15 2016-02-09 International Business Machines Corporation Methods and materials for depolymerizing polyesters
GB201611469D0 (en) * 2016-06-30 2016-08-17 Lumiradx Tech Ltd Improvements in or relating to nucleic acid amplification processes
CN111868316B (zh) * 2018-01-12 2023-09-05 希尔科公司 从废弃纺织品中回收棉纤维和聚酯纤维的方法
FR3076747B1 (fr) * 2018-01-15 2022-06-10 Ifp Energies Now Procede de preparation d'un catalyseur particulier d'hydrogenation selective et d'hydrogenation des aromatiques par malaxage
CZ307751B6 (cs) * 2018-03-12 2019-04-10 JBPV s.r.o. Způsob získání kyseliny tereftalové z odpadního polyethylentereftalátu
FR3080624B1 (fr) * 2018-04-27 2020-11-20 Arkema France Procede de recyclage de composite a bilan energetique ameliore
US10683399B2 (en) * 2018-06-26 2020-06-16 Intrinsic Advanced Materials, LLC Biodegradable textiles, masterbatches, and method of making biodegradable fibers
FR3085163B1 (fr) * 2018-08-23 2021-04-09 Commissariat Energie Atomique Procede de depolymerisation de materiaux polymeres oxygenes par catalyse nucleophile

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023044028A1 (en) 2023-03-23
US20230082247A1 (en) 2023-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5189266B2 (ja) ビス−(2−ヒドロキシエチル)テレフタレートの製造方法およびポリエチレンテレフタレートの製造方法
JP2021530446A (ja) テレフタル酸エステル類の形成
JP2002536519A (ja) 使用後のpetリサイクルのための解糖法
JP2006169185A (ja) ヒドロキシカルボン酸の精製方法、環状エステルの製造方法およびポリヒドロキシカルボン酸の製造方法
KR20200142381A (ko) 극성용매 혼합물을 사용한 에스테르 작용기를 포함하는 고분자의 해중합
WO2013025186A1 (en) Process for the preparation of polyesters with high recycle content
JP2014001257A (ja) バイオマス資源由来ポリエステルの製造方法およびバイオマス資源由来ポリエステル
EP0707563B1 (en) Production of dicarboxylic acids or esters thereof
TW202330759A (zh) 老化再生二酸結晶之方法
TW202330757A (zh) 解聚合於廢棄材料中的聚酯之方法
TW202330758A (zh) 從由廢棄材料解聚合所形成再生二酸形成聚酯之方法
CN113087885B (zh) 一种循环再生聚酯切片的生产方法
JP2008260893A (ja) ポリ乳酸の製造方法
JP4457654B2 (ja) 脂肪族ポリエステルの製造方法
JP2002060369A (ja) ポリエステル廃棄物のリサイクル方法
WO2023190102A1 (ja) 芳香族ジカルボン酸ビス(ヒドロキシアルキル)の製造方法および再生芳香族ポリエステルの製造方法
JP6645139B2 (ja) ポリエステル製造装置の洗浄方法およびポリエステルの製造方法
JP2005325259A (ja) 脂肪族或いは脂環式ポリエステルの洗浄処理方法
JP2006290996A (ja) 水で洗浄した原料を用いた色相良好なpetの製造方法
JP2023146176A (ja) ポリエステル樹脂の製造方法
JP2000351838A (ja) 回収ポリエステルの再生方法
JP2024502864A (ja) ポリエステルの解重合方法
JP2024502493A (ja) ポリエステルの脱色方法およびこれを含むポリエステルの解重合方法
JP2009143829A (ja) ポリエステル廃棄物のリサイクル方法
JP2001151881A (ja) 回収ポリエステルの再生方法