利用废弃PET瓶制备功能性材料的方法

本发明涉及材料制备，具体的是一种利用废弃pet瓶制备功能性材料的方法。

背景技术：

1、由于其独特的性能，塑料被广泛用于工程和建筑、航空航天、医学和粘合剂生产等领域，俨然已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。然而，如何处理产生的大量塑料垃圾，是当今世界迫切需要解决的难题。据统计，2019年的年产量已经达到3.68亿吨，每年大约有1.5-2亿吨的塑料垃圾堆积在自然环境中，对陆地和海洋生态系统造成了严重的破坏。

2、在各种塑料中，聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)是指一种芳香族聚酯，具有丰富的物理化学特性，如高透明度、尺寸稳定性，良好的机械性能和耐化学性。它在全球的年产量超过7000万吨，约占全球塑料总消费量的7％，被广泛应用于饮料瓶、包装材料和合成纺织品的制造。但是，由于存在不可水解的共价键，使得它很难自然降解，最终不得不将部分塑料丢弃在垃圾场或排放到海洋中。因此，废旧pet的回收和再利用已变得尤为重要。

3、物理回收pet废料的成本很低，但回收后的应用等级和性能却急剧下降。化学回收可以通过解聚形成单体或低聚物来合成高附加值和绿色产品，这是目前主要的回收手段。包括水解、胺解、醇解和糖酵解在内的方法已经相当成熟，并普遍用于回收pet，但降解产品的产率很低，并且忽略了产物的进一步利用。现有技术公开了多种降解产物升级回收的方法。糖酵解产物被用来合成有机磷表面活性剂和具有良好可纺性的再生pet(r-pet)；胺解产物被用作添加剂来改善沥青粘结剂的性能，但这些回收方法的价值受到其应用的限制。糖酵解产物进一步水解为对苯二甲酸(tpa)，最后转化为功能性涂料；废pet通过一锅式溶热转化为金属有机框架(mof)材料用于净化废水。这些方法不需要进一步提纯，有助于废旧pet的循环利用，然而，高温往往伴随着回收过程，造成能源的浪费。

4、综合比较上述几种废弃pet的回收方法，可以看到现有的回收技术大都存在回收产物产率低，对设备要求高，成本高，产物应用价值低、回收过程耗时长等缺点，且存在二次污染的风险，难以进行实际推广。因此，如果能开发出一种既节约能源又实现高附加值产品的策略，这将为废弃pet的回收与应用开辟一条新道路。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种利用废弃pet瓶制备功能性材料的方法。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、方案一：

4、本发明提供了一种利用废弃pet瓶制备功能性材料的方法,包括步骤如下：

5、将废弃的pet瓶进行胺解，得到产物bheta，按照质量比为bheta：二甲基亚砜为1：1.5-2，将所述bheta溶解在70℃的二甲基亚砜中；

6、然后滴入催化剂二月桂酸二丁基锡，充分搅拌；

7、搅拌完毕后加入异氰酸酯再次搅拌后得到bheta基胶粘剂。

8、在上述中，加入异氰酸酯符合如下要求：所述bheta和异氰酸酯中oh/nco的摩尔比为0.5-1.5；

9、二月桂酸二丁基锡添加量为bheta的0-3wt％。

10、所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的任意一种。

11、在上述中，通过调整bheta和异氰酸酯中oh/nco的摩尔比、二月桂酸二丁基锡添加量，可以改变胶粘剂的粘接强度。

12、方案二：

13、本发明提供了一种利用废弃pet瓶制备功能性材料的方法,包括步骤如下：

14、将废弃的pet瓶进行胺解，得到产物bheta，按照质量比为bheta：二甲基亚砜为1：1.5-2，将所述bheta溶解在70℃的二甲基亚砜中，得到混合物一；

15、在混合物一中加入聚乙二醇，然后滴入催化剂二月桂酸二丁基锡，充分搅拌；

16、搅拌完毕后加入异氰酸酯再次搅拌后得到bheta-peg胶粘剂。

17、在上述中，在混合物一中加入的所述的聚乙二醇为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000和聚乙二醇1500中的任意一种。

18、所述聚乙二醇的添加量为bheta的10-80wt％，二月桂酸二丁基锡添加量为bheta的2wt％。

19、所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的任意一种。

20、上述中，引入聚乙二醇，可以提高异氰酸酯与羟基聚合物的相容性，增加溶液的粘度，保证了胶粘剂与木材表面强有力的结合，进而提升胶粘剂的粘接强度。

21、方案三：

22、本发明提供了一种利用废弃pet瓶制备功能性材料的方法,包括步骤如下：

23、将废弃的pet瓶进行胺解，得到产物bheta，按照质量比为bheta：二甲基亚砜为1：1.5-2，将所述bheta溶解在70℃的二甲基亚砜中，得到混合物二，

24、在混合物二中加入催化剂二月桂酸二丁基锡、发泡剂水和稳定剂二甲基硅油，充分搅拌后，再加入异氰酸酯搅拌后得到硬质聚氨酯泡沫。

25、在上述中，在加入的异氰酸酯中，所述bheta和异氰酸酯中oh/nco的摩尔比为0.25-0.65。

26、在混合物二中，所述的催化剂二月桂酸二丁基锡、发泡剂水和稳定剂二甲基硅油含量分别为bheta的1.5wt％、2wt％、2wt％。

27、所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的任意一种。

28、上述中，通过调整bheta和异氰酸酯中oh/nco的摩尔比，加入的催化剂二月桂酸二丁基锡、发泡剂水和稳定剂二甲基硅油含量分别为bheta的1.5wt％、2wt％、2wt％可以改变泡沫的表观密度和压缩强度。

29、有益效果为：

30、本发明提供的回收废pet瓶制备功能性材料的方法，将废弃pet转变为bheta基胶粘剂、bheta-peg胶粘剂和硬质聚氨酯泡沫，实现了废弃pet的升级回收利用，为废弃pet的可持续回收利用开辟了新道路，对于废弃pet的回收利用有着重要的实际转化价值和利用价值。

31、本发明所利用的方法在常压低温下即可实现，对实验设备没有特殊要求，避免了昂贵仪器的使用；搅拌加热操作安全、简单，溶解bheta的溶剂来源广，聚乙二醇的选择范围广、无毒无刺激性；木材粘接面的胶粘剂只需乙醇轻轻擦拭即可脱落，有利于回收使用。本发明所述方法安全、环保且成本较低，可以实现大范围应用。

32、本发明将废弃pet升级回收制备成具有交联网络结构的胶粘剂以及泡沫，保证了所制备材料优异的力学性能，有利于实现家用和建筑领域的应用。

33、从实际的应用上，本发明的目的是回收废pet瓶制备功能性材料，方案一中利用废弃pet胺解产物制备bheta基胶粘剂，交联剂选用二苯基甲烷二异氰酸酯，对木材的粘接强度为0.2-0.6mpa；方案二中采取废弃pet胺解产物与聚乙二醇联用，制备bheta-peg胶粘剂，交联剂选用二苯基甲烷二异氰酸酯，木材的粘接强度提升到0.65-2.51mpa；方案三中利用废弃pet胺解产物制备硬质泡沫，交联剂选用二苯基甲烷二异氰酸酯，水作为发泡剂，泡沫相对形变为10％时的压缩强度为0.08-1.58mpa。