[发明专利]醇解法化学回收聚乳酸

说明书

背景技术

本发明涉及的化学回收的方法也被称为聚乳酸(PLA)的解聚，由此形成单体或其衍生物，所述聚乳酸不论是否包含在其他聚合物的混合物中。

目前，以促进生物大分子的延伸，其应用以环境安全的角度来看，至关重要的是要能够证明这些产品的寿命终止的生存性处理。本发明的目的针对聚乳酸(PLA)这些问题，提供了一个与目前已有的不同的新颖的解决方案。

现有技术

塑料材料寿命终止的处理是市场上存在的塑料材料的生存性的一个非常重要的因素(例如，由于缺乏一个有效的回收系统，聚氯乙烯已经在塑料瓶市场被剔除)。如非再生塑料(来自石油化学)，即使其寿命终止的渠道是多不胜数，考虑到这种寿命终止的处理方式，生物聚合物仍面临技术挑战。尤其在物品市场上，其巨大的体积危如累卵，这也是解决这个问题非常重要的原因所在。

目前，已知的能够处理寿命终止废弃物的方式很多，如倾倒，焚烧，堆肥，机械回收或者化学回收。

对于倾倒，常见的污染物在废料厂经过降解释放出来，主要是甲烷和二氧化碳，还有农药，重金属和添加剂。如果仍一直把废弃物倾倒当作一个简单和廉价的处理方法，除了上述的污染排放以外，这些废弃物将继续排放降解产生渗沥液和气体，而处理这些东西将需要数十年。然而，就生物大分子而言，因为降解产物毒性较小，污染问题不是那么重要。尽管如此，有些时候降解持续时间过长，便值得慎重考虑，因为当大量体积处理时，这可能成为一个重要的问题。

本发明的目的是减少废弃物体积，其通过将废弃物转换成气体(二氧化碳，水，硫氧化物，氯化氢，氮氧化物，......)，因此，难以避免的是焚化炉附近空气成分的改变，其含有较高水平的有毒物质。对生物塑料而言，因为碳不是矿物源，二氧化碳抑制的已经不是问题，因此，考虑到方法中的排放(对生物塑料的生物质)，整体的平衡是中性的，甚至略有正面效应。与此相反，其他的抑制是则非常麻烦，从而不可避免地导致空气成分的改变。如果精心设计和适当的操作，可以减少焚化炉的排放，但无论是在投资和支出方面，这项技术都是极其昂贵的。然而，焚烧是倾倒的一种替代方式，能够产生能量，事实上，锅炉回收热量和给出价值，可以作为电能和热能(热电联产)。由于焚化炉在过去是重要的污染源，它们被称为“热回收利用中心”，于是“能量回收利用装置”代替“焚化装置”。然而，植入新单元的文件管理也越来越复杂，因为住在周围的人们不再能够接受自己家附近有一个焚化炉。

生物降解能力是生物大分子的重要特征，其能够通过堆制肥料被方便的回收再用，并且不影响环境，必要时采取预防措施，然而，起始材料到达最后阶段的发展依赖于大量的外部因素(材料尺寸，湿度，通风，pH值，细菌菌群，碳氮比例......)，往往会限制其使用。此外，鉴别和分类包括生物降解聚合物(食品包装，包装袋......)的产品的困难是在分类后错误的情况下可能破坏混合肥料的质量。此外，提高PLA的性能(更好的热电阻，较好的机械性能......)将会导致降解速度缓慢。

机械回收是一种熟知和常用的手段，例如，对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)而言。它在于重熔材料，单独或与新料的混合，制备可销售的产品。将废弃物洗净，干燥，结晶和放置，然后直接转换成成品或可能在市场上销售的料粒。这种途径同时也适用于PLA。然而，由于使用温度高，无论是对PLA还是其他聚合物，聚合物的降解往往涉及其机械性能的损失。产品可以直接简单应用，或与新料混合。因此，这种类型的回收不是无限的。此外，对不同成分的塑料而言，回收会带来问题，因为他们两两间一般是不兼容的。事实上，由于相变温度不同，混合几种塑料会导致最终产品的机械性能下降。

这些不同的寿命终止的技术是不理想的，因为塑料不能够回收变为其基本元素(单体)，从而直接和永久使用。然而，这些方法对于PLA而言是可行的，但只有当材料流完全是PLA才可以。事实上，如果其他聚合物污染PLA，不相同的上述技术会造成困难。例如，就PET污染而言，后者不是堆肥降解。对于PVC的污染，焚化是可行的，但由于有毒物质的释放，涉及使用昂贵的滤波器。对于化学循环，如果它是共混聚合物组成，得到的产品是完全变性。