[发明专利]离子液体溶剂以及用于聚酰胺解聚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及性能得到改善的离子液体(IL)溶剂，并且更具体地涉及离子液体溶剂在聚酰胺解聚的工艺中的应用。

背景技术

已知的是，在废塑料的处理中使用解聚工艺。塑料废物的这些处理的基本目标是化学再循环。在这样的再循环工艺中，废塑料被转化成可以适合于重新形成原始塑料的构成单体。在这样的再循环工艺中，期望改善废聚合物解聚成它们相应的单体的效率。总体地，已知的解聚方法涉及高温、高沸点溶剂和能够忍受高温的一般容器。在解聚中使用的溶剂还可以包括超临界水或甲醇，这些超临界水或甲醇可能需要使用特别的容器和压力处理装置。

基本上脂族组成的聚酰胺，即，下文中的尼龙，已知是通过酸解解聚。这样的解聚工艺使用了过量的硫酸，硫酸也有效地起着作为工艺用溶剂的作用。为了从发生反应的硫酸溶剂中回收单体材料，需要分离或中和步骤。这些工艺的缺点是它们产生显著量的有问题的流出物流，并且它们还伴随有与目标单体的分离和隔离的困难。酸解产物是胺盐和羧酸。在工业重要的聚酰胺尼龙6，6(N66)的情况下，解聚将导致单体六亚甲基二胺(HMD)和己二酸(AA)的再生。

最近，离子液体(IL)得到了人们对于其作为溶剂的重新的兴趣，因为它们具有独特的性质。已知的是，IL在高温没有挥发性并且具有稳定性，使得它们适合于被考虑用于低逸散再循环系统中。IL在聚酰胺的解聚中使用的最近报导公布在Org.Lett.，9(13)，2533-2535，2007(Akio Kamimuraand Shigehiro Yamamoto；“聚酰胺塑料解聚的有效方法：离子液体的新用途(An Efficient Method To Depolymerize polyamide Plastics：A New Use ofIonic Liquids)”)中，并且报导了尼龙6在300℃的离子液体中处理的工艺，其导致聚酰胺解聚，从而提供相应的单体己内酰胺，己内酰胺通过反应混合物的直接蒸馏收集。这些作者报导N-甲基-N-丙基哌啶鎓bistriflimide(双三氟甲基磺酰亚胺)提供了尼龙6解聚的最好结果，并且报导IL能够被反复使用(约5次)而没有显著分解。尼龙6，6的解聚没有公开。

发明内容

申请人的公开内容提供了一种用于由二胺和二羧酸获得的聚酰胺的水解的方法，所述方法包括将所述聚酰胺与疏水性的离子液体溶剂-反应物和水接触以形成混合物。

用于聚酰胺水解的方法可以包括如下步骤：将聚酰胺溶质的一部分与氯化四烷基鏻(R₄P)₂^2-溶剂的一部分接触并形成溶液；以及将该溶液与1当量的硫酸(H₂SO₄)和1当量的水接触并且形成包含硫酸盐水溶液的一部分和氯化四烷基鏻溶剂的混合物，其中所述当量均按聚合物中存在的酰胺的当量计。

所述方法可以应用于尼龙66水解，其包括如下步骤：在高温(约100℃)将尼龙66溶质的一部分与包含硫酸氢根阴离子(HSO₄^-)的离子液体的一部分在化学计量量的水的存在下接触，并且形成包含己二酸、六亚甲基二胺的硫酸盐和离子液体的混合物。

具体实施方式

申请人在本文中的公开内容涉及以下发现：在进行尼龙6，6聚合物的水解时可以有益地使用离子液体(IL)作为溶剂。这些发现可以被应用于一般的聚酰胺水解的方法，以及应用于分离聚酰胺的构成单体的方法。特别是公开了来自二胺和二酸型聚酰胺的单体的分离。

宽范围的IL可以，与按聚合物中存在的酰胺残基计的1当量H₂SO₄和1当量水组合，用作反应的溶剂。尼龙，一种脂族二胺和二酸型聚酰胺聚合物，在高温(例如100℃)反应，并且所得胺盐和二酸溶解在溶剂基质中。这个实施方案的优点是不需要过量酸来进行反应。疏水IL比如氯化四烷基鏻的使用在反应结束时产生硫酸盐水溶液和IL的更容易分离的混合物。