本發(fā)明涉及高分子材料的解聚與回收，具體涉及一種聚碳酸酯耦合環(huán)氧化合物回收雙酚a和環(huán)狀碳酸酯的方法。

背景技術：

1、從日常生活用品到大型工業(yè)產(chǎn)品，塑料幾乎無處不在，為現(xiàn)代生活帶來了極大的便利。隨著塑料制品使用量的增加，塑料制品回收利用的問題引起了人們的廣泛關注。傳統(tǒng)塑料回收技術（如填埋、焚燒和機械回收等）不能實現(xiàn)碳資源的有效充分利用，而且還有可能對環(huán)境和人體健康帶來一定的危害。相比之下，塑料化學法回收技術具有更高的資源利用率和環(huán)境友好性。特別是一些廢棄塑料溶劑解的方法，可以實現(xiàn)廢棄塑料向基礎化學原料或其它高附加值化學品的升值轉化。

2、聚碳酸酯按照結構可分為脂肪族聚碳酸酯和芳香族聚碳酸酯，目前已工業(yè)化應用的僅限于雙酚a聚碳酸酯，其具有良好的力學性能、光學性能、熱性能和耐化學性能等優(yōu)勢，主要應用于電子電氣、板材、薄膜和汽車零配件等領域中。聚碳酸酯工業(yè)化生產(chǎn)中雙酚a是重要的結構單元，且對其純度要求較高。廢棄聚碳酸酯塑料的化學溶劑解集中回收再生雙酚a（bpa），不僅可以減少新合成bpa的需求，從而降低對化石燃料的消耗，還能減少廢棄聚碳酸酯塑料中雙酚a在環(huán)境中的暴露導致其毒性的持續(xù)積累。目前聚碳酸酯溶劑解再生bpa的方法主要有醇解、氨解和水解（如公開號為cn118164826a、cn111484395a、cn108607604a的中國專利文獻等）。其中醇解和氨解可以實現(xiàn)bpa高效再生的同時將碳酸鹽鍵轉化為高附加值化學品。聚碳酸酯pc水解使用水作為解聚劑，較醇和氨等有機溶劑更環(huán)保，然而水解面臨著溫室氣體生成以及反應條件苛刻的問題，這是制約其廣泛應用的主要原因，且這一問題仍并未得到有效解決。

3、環(huán)狀碳酸酯是一類重要的有機化合物，包括碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯等，其作為多功能化學品在鋰電池電解質、有機溶劑、聚合物和生物醫(yī)藥的生產(chǎn)等領域具有廣闊應用前景。環(huán)狀碳酸酯的制備方法多種多樣，包括酯交換法、光氣法、尿素醇解法、環(huán)氧乙烷與二氧化碳加成法等。如公開號為cn112939924a的中國專利文獻公開了以環(huán)氧烷烴和二氧化碳為原料，使原料與配合物催化劑接觸反應，得到環(huán)狀碳酸酯，其中配合物催化劑的化學通式如下：(znx)·[fe(cn)4·ml]·(znx2)n，l為與金屬fe配位的雙胺配體；公開號為cn113996339a的中國專利文獻公開了一種用于制備環(huán)狀碳酸酯的催化劑及其環(huán)狀碳酸酯的制備方法，該發(fā)明利用環(huán)氧化物和二氧化碳在糖精鹽有機催化體系下合成得到環(huán)狀碳酸酯，其中糖精鹽有機催化劑由糖精和三乙烯二胺制備得到。但是上述方法中，催化劑均不能直接購買得到，反應條件也較為苛刻。

4、現(xiàn)有技術中，還未見有廢棄塑料同時升級為雙酚a和環(huán)狀碳酸酯的報道，且如上所述，目前合成環(huán)狀碳酸酯的方法條件較為苛刻，因此，有必要對廢棄聚碳酸酯升級轉化為雙酚a和環(huán)狀碳酸酯的方法進行研究。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種聚碳酸酯耦合環(huán)氧化合物回收雙酚a和環(huán)狀碳酸酯的方法，該方法反應條件溫和、原料易得、資源利用效率高、操作安全性好，能夠同時制備得到兩種化學品單體——雙酚a和環(huán)狀碳酸酯，且產(chǎn)率高，本發(fā)明方法在廢棄塑料處理領域具有廣泛的應用前景。

2、具體采用的技術方案如下：

3、一種聚碳酸酯耦合環(huán)氧化合物回收雙酚a和環(huán)狀碳酸酯的方法，包括以下步驟：

4、構建包括雙酚a聚碳酸酯、環(huán)氧化合物、路易斯酸、堿和離子液體的反應體系，空氣氣氛下將該反應體系置于70～150℃溫度下進行≥10?min的反應，得到雙酚a和環(huán)狀碳酸酯；

5、環(huán)氧化合物包括氧化苯乙烯、1,2-環(huán)氧丙烷、1,2-環(huán)氧丁烷、1,2-環(huán)氧十二烷、正丁基縮水甘油醚、環(huán)氧丙基苯基醚、2-甲苯縮水甘油醚、3-(1-萘氧基)-1,2-環(huán)氧丙烷中的至少一種；

6、堿為無機堿或有機堿；

7、離子液體包括1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽、1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽、1-乙基-3-甲基咪唑碘鹽、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑溴鹽中的至少一種。

8、本發(fā)明構建了包括雙酚a聚碳酸酯、環(huán)氧化合物、路易斯酸、堿和離子液體的反應體系，在該反應體系下，雙酚a聚碳酸酯能夠解聚生成雙酚a與二氧化碳，二氧化碳與環(huán)氧化合物進一步發(fā)生環(huán)加成反應生成碳酸苯乙烯酯等環(huán)狀碳酸酯，一方面，本發(fā)明實現(xiàn)了雙酚a聚碳酸酯的高價值回收，充分利用了其中的碳資源，另一方面，二氧化碳與環(huán)氧化合物的環(huán)加成反應進一步拉動了雙酚a聚碳酸酯解聚的正向進行，有利于高產(chǎn)率地制備雙酚a和環(huán)狀碳酸酯。

9、優(yōu)選的，所述的路易斯酸選自溴化鋅、氯化鋅、碘化鋅、氯化鎂、氯化鋁、氯化鐵中的至少一種；路易斯酸可以與環(huán)氧化合物中的氧原子形成配位鍵使環(huán)氧化合物中的碳原子更容易受到親核試劑的進攻。

10、可選的，所述的無機堿選自碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的至少一種，所述的有機堿選自三乙胺、1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯中的至少一種；聚碳酸酯pc轉化過程中，在堿的作用下咪唑鹽離子液體經(jīng)去質子化得到氮雜環(huán)卡賓，氮雜環(huán)卡賓在二氧化碳捕獲和轉化過程中起重要作用。

11、優(yōu)選的，所述的雙酚a聚碳酸酯和環(huán)氧化合物的摩爾比為1：0.5～3，進一步優(yōu)選為1：1.5～2；在上述原料配比之下，有利于促進雙酚a聚碳酸酯充分解聚，又能避免不必要的原料成本增加，同時兼顧了反應效率和經(jīng)濟性。

12、優(yōu)選的，以雙酚a聚碳酸酯的摩爾數(shù)為100%計，所述的路易斯酸的加入量（摩爾數(shù)）為1～10%，所述的堿加入量（摩爾數(shù)）為1～10%；進一步優(yōu)選的，所述的路易斯酸的加入量（摩爾數(shù)）為5～10%，所述的堿加入量（摩爾數(shù)）為5～10%。本發(fā)明限定路易斯酸和堿的投料量，能高效促進本發(fā)明反應的進行，確保產(chǎn)物的純度和選擇性。

13、優(yōu)選的，所述的雙酚a聚碳酸酯和離子液體的摩爾比為1：1～3，進一步優(yōu)選為1：2。離子液體既能通過靜電作用與聚碳酸酯pc的羰基氧相互作用，使羰基碳更易受到oh-的親核攻擊，又能作為強親核試劑攻擊環(huán)氧化合物中碳原子促進環(huán)氧化合物開環(huán)，這是環(huán)加成反應的速控步驟。

14、優(yōu)選的，為了兼顧反應效率和產(chǎn)物產(chǎn)率，空氣氣氛下將該反應體系置于70～150℃溫度下進行20?min～8?h的反應。

15、本發(fā)明還提供了所述的聚碳酸酯耦合環(huán)氧化合物回收雙酚a和環(huán)狀碳酸酯的方法在廢棄塑料處理中的應用。

16、具體的，廢棄塑料為雙酚a聚碳酸酯材質的廢棄物，包括廢棄光盤、廢棄水桶、廢棄薄膜、廢棄瓶材、廢棄板材、廢棄片材、廢棄燈管等。本發(fā)明的方法適用于多種形式的雙酚a聚碳酸酯廢棄樣品，雙酚a和環(huán)狀碳酸酯的回收率均可達到99%，展現(xiàn)出卓越的效率與適應性。

17、廢棄塑料在進行升級轉化時需預先破碎為厘米級的片狀、顆?；蚍勰?，以保證其資源化效果，從而定向升級高產(chǎn)率得到雙酚a和環(huán)狀碳酸酯。

18、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：

19、（1）本發(fā)明方法工藝流程簡單，經(jīng)濟效益高，且反應條件溫和，不需要惰性氣體氣氛以及額外施加壓力，在70～150℃溫度下進行1～5小時的反應即可高產(chǎn)率地制備雙酚a和碳酸苯乙烯酯等環(huán)狀碳酸酯，能夠實現(xiàn)廢棄聚酯塑料的高值化回收。

20、（2）本發(fā)明方法底物適用性廣，不只局限于氧化苯乙烯，還適用于包括1,2-環(huán)氧丙烷、1,2-環(huán)氧丁烷、1,2-環(huán)氧十二烷、正丁基縮水甘油醚、環(huán)氧丙基苯基醚、2-甲苯縮水甘油醚、3-(1-萘氧基)-1,2-環(huán)氧丙烷在內的多種環(huán)氧化合物的升級，具有更高的環(huán)境友好性、資源利用效率和操作安全性，應用價值高。

21、（3）本發(fā)明方法能夠實現(xiàn)雙酚a聚碳酸酯的雙重升級轉化，可以同時得到反應產(chǎn)物雙酚a和環(huán)狀碳酸酯，且雙酚a和環(huán)狀碳酸酯易于分離，這兩種反應產(chǎn)物作為高附加值的化學品單體，能夠進一步用于合成功能性化學物質；且本發(fā)明相較于其他合成環(huán)狀碳酸酯的方法，反應條件更簡單溫和且催化劑易于獲取。