Quá trình suy biến poly ethylene terephthalate (PET) sử dụng chất lỏng ion đã thành công. Các sản phẩm được tách theo độ tan của chúng trong nước . Khối lượng phân tử trung bình của sản phẩm chính được xác định bằng GPC. Các tính chất hóa lý của sản phẩm được mô tả bởi kính hiển vi điện tử được trang bị SEM/EDX, thiết bị phân tích nhiễu xạ X-ray, nhiệt lượng kế, và thiết bị phân tích nhiệt trọng. Các ảnh hưởng của các thông số thực nghiệm như là thời gian phản ứng, nhiệt độ phản ứng, và quá trình thêm các chất xúc tác khác nhau dựa trên độ hòa tan của PET đã được nghiên cứu. Quá trình nghiên cứu trên chất lỏng ion tái sinh cho thấy chất lỏng ion có thể được sử dụng lại. Hơn thế nữa, độ hòa ta của PET trong chất lỏng ion tái sinh cao hơn là chất lỏng ion mới. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tăng độ hòa tan trong chất lỏng ion tái sinh có thể là do sự xuất hiện của một lượng nước nhỏ. Cơ chế của quá trình suy biến PET trong 1-butyl- 3-methylimidazolium chloride ([bmim]Cl) đã được đưa ra. Thêm vào đó, động học của quá trình này cũng đã được nghiên cứu. Các kết quả cho thấy quá trình suy biến này là động học giai đoạn đầu của phản ứng và năng lượng hoạt hóa là 232,79 kJmol-1.
Giới thiệu
PET được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các loại video và audio, phim X-ray, đóng gói thực phẩm, đặc biệt là các loại chai lọ đồ uống đã qua sử dụng cho đến các tính chất tuyệt vời của nó. Sự quan tâm đến quá trình tái sinh PET tiếp tục phát triển do các yếu tố sinh thái học và kinh tế vẫn còn được xem xét. Trong số các phương pháp tái sinh polymer, tái sinh chất hóa học được ứng dụng thì tái sinh polyme kéo theo mối quan tâm lớn.
Ngày nay, nhiều quá trình depolyme hóa được sử dụng rộng rãi, như là quá trình thủy phân bằng methanol, thủy phân bằng ethylene glycol hoặc các glycol khác, và quá trình thủy phân dưới sự xúc tiến của các điều kiện axit hay bazo. PET có thể được depolyme hóa hiệu quả thành các monomer hoặc các oligome bằng các phương pháp này, tuy nhiên tồn tại những điểm bất thuận lợi trong các quá trình này. Thủy phân bằng methanol thượng thực hiện ở điều kiện áp suất và nhiệt độ cao, hơn thế nữa methanol bị bay hơi trong quá trình thủy phân. Các hạn chế chính của quá trình thủy phân bằng glycol là các sản phẩm của phản ứng không là các chất hóa học rời rạc, monome bis(hydroxyethyl) terephthalate (BHET) cùng với các oligomer cao hơn rất khó tinh chế bằng các phương pháp thông thường. Thủy phân PET dưới các điều kiện axit hặc bazo tạo thành axit terephthalic (TPA), cùng với các vấn đề ăn mòn và ô nhiễm. Do đó, dung môi xanh cho quá trình depolyme hóa PET cần được phát triển.
Các chất lỏng ion, được xem xét như là dung môi mơ ước, nó đã thu hút quan tâm nghiên cứu rất lớn bởi vì các tính năng độc đáo của chúng, chẳng hạn như các lợi thế của việc tối ưu hóa các hợp chất đặc tính thông qua việc lựa chọn rộng rãi các sự kết nối giữa anion và cation, sự ổn định nhiệt, ít bay hơi, ổn định điện hóa, và khả năng dễ cháy thấp. Trong thập niên trước, chất lỏng ion được sử dụng rộng rãi trong quá trình tách chiết, xúc tác, điện hóa và tổng hợp hữu cơ. Nó cũng được báo cáo rằng các chất lỏng ion có thể được sử dụng trong các nghiên cứu polymer. Trong năm 2002, Swatloski lần đầu tiên báo cáo chất lỏng ion có thể được sử dụng để hòa tan cellulose. Đã tìm thấy 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([bmim]Cl) hòa tan cellulose nồng độ cao, ví dụ 10wt% bằng cách gia nhiệt. Sau đó, chất lỏng ion mới, 1-alkyl-3-
methhylimidazolium chloride [(bmim)Cl), được báo cáo là hiệu quả trong sự sản xuất cellulose tái sinh bằng các quá trình không ô nhiễm. Và các chất lỏng ion clloroaluminate (III) có thể được sử dụng trong cracking xúc tác PE thành các ankan nhẹ. Kamimura đã sử dụng chất lỏng ion ammonium hệ thứ tư để depolyme hóa nhựa polyamide, và đã thu được các monomer
caprolactam. Tuy nhiên, chúng ta đã không tìm thấy báo cáo việc sử dụng chất lỏng ion trong quá trình suy biến PET. Các tính chất đặc biệt của chất lỏng ion làm cho chúng phù hợp với quá trình này. Do đó, sự phát triển chất lỏng ion đang được khuyến khích trong lĩnh vực này.
Trong nghiên cứu này, chúng ta đã tìm thấy chất lỏng ion có thể được sử dụng cho quá trình suy biến PET dưới điều kiện làm việc vừa phải. Khối lượng phân tử trung bình của các sản phẩm chính của quá trình suy biến được đánh giá bằng GPC. Các sản phẩm chính được đặc trưng về hình thái và thành phần nguyên tố bằng quá trình quét hiển vi điện tử được trang bị phân tích phân tán năng lượng X-ray (SEM/EDX). Các tính chất của sản phẩm được đặc trưng bằng nhiễu xạ X-ray (XRD), phân tích hồng ngoại (IR), phép đo nhiệt lượng (DSC), phép đo nhiệt trị (TGA).