離子液體/水混合體系中廢尼龍6降解回收ε-己內醯胺的方法

2023-08-22 21:53:01 2

專利名稱：離子液體/水混合體系中廢尼龍6降解回收ε-己內醯胺的方法
技術領域：
本發明涉及一種離子液體/水二元混合體系中廢尼龍6降解回收ε -己內醯胺的方法。屬於高分子聚合物回收應用技術領域。
背景技術：
尼龍以其高拉伸強度、良好的抗蠕變性、耐磨性、耐化學品性、耐熱及低磨擦係數等優異的性能，居世界五大工程塑料(聚醯胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚、熱塑性聚酯) 的消費量之首。近年來隨著電子產品、汽車工業、機械、纖維等行業的迅猛發展，尼龍6的需求量明顯增加。如不合理的回收利用，不僅造成巨大的資源浪費，而且產生嚴重的環境汙染。由於廢塑料常規的填埋、焚燒、以及直接熱裂解制油的方法都存在一定的問題。廢尼龍 6合理的處理方法是通過化學降解的方法來回收利用其合成單體，這不僅可以減少環境問題，同時也是緩解當前資源緊缺問題的一個重要方法。雖然目前以超(近)臨界水為介質來降解廢尼龍6回收己內醯胺的實驗研究已經取得了很好的進展，但是，由於超(近)臨界水苛刻的溫壓條件，工業化應用存在很大的難度。 與水形成共溶劑或混合流體體系可拓寬高溫高壓水的應用，如①改善流體的溶劑化能力， 提高溶質在流體中的溶解度；②與溶質有特殊作用的共溶劑，增強對溶質的選擇性；③特殊微觀結構，可調節化學反應的反應速率和選擇性；④催化作用。近年來，作為一種新綠色溶劑的離子液體廣受關注，其種類多、性質容易調變、特別是「零」蒸汽壓，與水形成混合體系，可賦予混合體系更多容易調變的物理化學性質和反應性能。離子液體[ΕΜΙΜ] Cl與水的混合體系，已經發現可改變水的離解平衡常數Kw，使纖維素可在溫和條件(140°C，latm)降解，而只用水作介質溫度通常在260°C以上，混合體系不僅使溫度大大降低，而且不需要高壓，僅常壓下即可。離子液體[anim] [Cl]與水，在加入少量的離子液體[HSO3-Pmim] [HSO4]作為催化劑，在170°C使PET高效水解，而只用水作介質通常要在以上，溫度也大大地降低了。由此說明，離子液體與水分子間的相互作用， 對物理化學性質產生重要影響，使得需要超(近)臨界水中才能實現的反應可在較溫和的條件下實現。因此，以離子液體/水混合物體系作為介質來降解廢塑料具有重要的意義。

發明內容
本發明目的在於提供一種在離子液體/水二元混合體系中催化尼龍6降解回收 ε -己內醯胺單體的方法。為達到上述目的，本發明採用如下技術方案
一種離子液體/水二元混合體系中廢尼龍6降解回收ε-己內醯胺的方法，其特徵在於具有以下的工藝過程和步驟
a.廢尼龍6用去離子水衝洗乾淨，放入烘箱中45 65°C烘18 30h。烘乾後的廢尼龍6放入粉碎機中粉碎並過200目篩，得到粉末狀尼龍6。b.將滷化咪唑類離子液體與水進行混合超聲處理30min，使其混合均勻，離子液體的摩爾分數為10-20%。c.將1份質量的尼龍6樣品與5 15份質量的離子液體/水的二元體系混合均勻後，加入高溫高壓反應釜中，在反應溫度150-230°C下使之反應，時間5-10h。d.反應結束後，取出反應釜，冷卻至室溫。打開反應釜，將淡黃色液體倒出，離心過濾分離降解產物，取少量樣品進行HPLC分析己內醯胺的產率。本發明方法的特點和優點如下所述
(1)本發明方法的優點是反應溫度低、壓力小。(2)和傳統的熱降解相比副反應少，通過離子液體和水的相互作用可以很好的促進尼龍6的溶解與降解。


圖1為T=170°C，離子液體的摩爾分數為12. 9%的條件下，不同反應時間下己內醯胺的收率
圖2為不同反應溫度下，尼龍6的降解率。從圖中可以看出在離子液體的摩爾分數為 12. 9%時，溫度高於170°C的後固體殘餘量很少，即尼龍6基本完全降解了。
具體實施例方式實施例一
將樣品粉碎成200目的尼龍6粉末，採用去離子清洗乾淨，放入烘箱中60°C乾燥Mh。 稱取1份質量廢尼龍6粉末，放入10份質量([aiiim]Cl)摩爾分數為12. 9%的離子液體/水混合體系中，然後加入高溫高壓反應釜中。將反應釜放入預先設定好反應溫度的電爐中，反應溫度為170°C，反應時間他。反應結束後將反應釜冷卻至室溫，得到淡黃色混合物，離心過濾除去不溶物，取少量液體進行HPLC分析得到己內醯胺的收率為50. 5%。實施例二
將樣品粉碎成200目的尼龍6粉末，採用去離子清洗乾淨，放入烘箱中60°C乾燥Mh。 將1份質量廢尼龍6粉末，放入10份質量([anim]Br)摩爾分數為19. 3%的離子液體/水混合體系中，然後加入高溫高壓反應釜中。將反應釜放入預先設定好反應溫度的電爐中，反應溫度為190°C，反應時間他。反應結束後將反應釜冷卻至室溫，得到深黃色混合物，離心過濾除去不溶物，取少量液體進行HPLC分析得到己內醯胺的收率為30. 5%。
權利要求
1.一種離子液體/水二元混合體系中廢尼龍6降解回收ε-己內醯胺的方法，其特徵在於該方法的具體步驟為a.廢尼龍6用去離子水衝洗乾淨，放入烘箱中45 65°C烘18 30h；烘乾後的廢尼龍6放入粉碎機中粉碎並過200目篩，得到粉末狀尼龍6 ；b.將滷化咪唑類離子液體與水進行混合超聲處理30min，使其混合均勻，離子液體的摩爾分數為10 20% ；c.將1份質量的尼龍6樣品與5 15份質量的離子液體/水的二元體系混合均勻後， 加入高溫高壓反應釜中，在反應溫度150 230°C下使之，時間5 IOh ；d.反應結束後，取出反應釜，冷卻至室溫；打開反應釜，將淡黃色液體倒出，離心過濾分離降解產物，取少量樣品進行HPLC分析己內醯胺的產率。
2.根據權利要求1所述的離子液體/水二元混合體系中廢尼龍6降解回收ε-己內醯胺的方法，其特徵在於所述的反應溫度為170°C，離子液體選用[aiiim]Cl或[anim]Br，其摩爾分數為15%，反應時間為8小時。
全文摘要
本發明涉及一種離子液體/水二元混合體系中廢尼龍6降解回收ε-己內醯胺的方法，該方法為對廢尼龍6清洗等預處理；選取離子液體/水混合物體系，在相對於超(近)臨界水來說很溫和的條件下，對廢尼龍6進行降解回收己內醯胺。滷化咪唑類離子液體與水組成的混合體系(離子液體的摩爾分數10-20%)，反應溫度150-230℃，時間5-10h，己內醯胺的收率可到50%以上。由於使用後的廢尼龍在自然條件下不腐爛、難降解，造成嚴重的環境問題，通過化學降解的方法來回收單體具有環境與經濟雙重效益。
文檔編號C07D201/12GK102382052SQ20111025777
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者劉鋒, 阮如意, 陳晉陽 申請人:上海大學