精准降解调控让PET废料“重生”

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    饮料瓶底部那个小小的数字“1”，标识着它的“身份”——PET，即聚对苯二甲酸乙二醇酯。作为产量巨大、应用广泛的高分子材料，PET燃烧热值极高，具有资源利用价值。如何让海量废弃PET告别低效焚烧与填埋，走上高价值化学回收的“重生之路”，一直是全球科研界与产业界共同关注的焦点。
    近日，中国科学院山西煤炭化学研究所研究员侯相林团队取得重要突破，成功研发PET高效均相降解新方法，实现了降解产物分子量的精准调控，为废弃聚酯资源化利用提供了全新技术路线，相关成果发表于国际期刊《大分子》。
    PET是现代工业与日常生活中不可或缺的石化产品。在下游应用中，超过一半的PET被加工成涤纶纤维，与棉、毛、麻等天然纤维混纺后，广泛用于服装、家纺和工业丝材；约20%的PET用于生产饮料瓶、食品包装等聚酯瓶片。
    侯相林介绍，PET与石油、煤炭化工产品一样，生产过程消耗大量不可再生资源，一烧了之不仅可惜，更造成巨大的资源浪费。通过化学手段将其解聚、转化为高附加值化学品，是实现废弃PET循环利用的理想路径。但现实难题在于，绝大多数废旧PET以混纺纤维形式存在，与其他纤维混杂难分；传统降解技术条件苛刻、成本偏高，且难以实现精准可控，成为制约PET高值回收的核心瓶颈。
    面对这一世界性难题，中国科学院山西煤炭化学研究所团队另辟蹊径，开发出温和、高效、绿色的PET均相降解体系。研究人员通过系统对比不同降解剂效果，筛选优化催化剂体系，最终选用绿色溶剂γ-戊内酯为反应介质、乙二醇为醇解剂，在温和条件下即可实现PET的高效可控解聚。
    侯相林团队的核心突破，在于找到了控制PET降解尺度的“精准开关”——乙二醇的用量。此前，全球多数技术只能将PET深度降解为单体BHET，相当于把建筑拆成碎瓦砾；而该技术可选择性断裂部分酯键，像精准拆分结构单元一样，得到分子链长度非常均匀的聚酯二醇低聚物。论文第一作者、中国科学院山西煤炭化学研究所博士研究生李新宇介绍：“我们可以把这种产物的分子链长度稳定控制在由4—13个基本单元组成的范围内，自由调控高分子重复单元数量，真正做到按需降解。”
    这也是国际上首次在均相体系中实现PET降解产物分子量的精准调控。依托该技术，废弃PET可实现低成本闭环循环，降解产物能直接重新聚合成合格的PET原料。该技术对瓶片、织物、薄膜等各类PET废料均有良好适用性；处理混纺纤维时，可选择性降解涤纶，同时完整保留棉、锦纶等组分的使用价值。通过简单调整乙二醇用量，还能切换降解路径，适配传统PET生产工艺，兼具灵活性与工业应用潜力。
    侯相林表示，团队将继续深耕温和条件下废塑料高值转化研究，不断拓展高附加值化学品制备路径，用绿色化工技术为废旧塑料赋予新生命。

来源：科技日报