“日常生活中的饮料瓶材质是PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯），这种塑料烧起来比动力煤热值还要高，意味着PET的回收是一条高价值路线。”近日，中国科学院山西煤炭化学研究所研究员侯相林团队研发出PET的高效、均相降解方法，并精准控制产物分子量。该团队多年来一直从事高分子化合物的定向解聚研发，这是继热固性碳纤维树脂复合材料、三聚氰胺甲醛树脂的高效回收后，又一固废利用相关的科学突破。
PET作为产能巨大、用途广泛的石化产品，我国年产能达到了7千万吨产能规模，接近全球一半产能。PET需求的迅猛增长带来了日益丰富的生活用品，也成为固废环保回收中重要门类，高价值回收这类固废极具科研价值和应用前景。“PET和其他石油化工、煤化工产品一样，一烧了之颇为可惜，得到PET本身就耗费巨大的努力，如果能通过化学手段解聚，产生出更高附加值的化学品，就可以实现废弃石化产品的资源综合利用。”侯相林解释道，“由于绝大多数PET的下游链都用于纺织品，混杂了很多其他纤维，我们不仅把PET和其他纤维精准拆分，而且反应条件温和，成本低、速度快，关键还可控。”
课题组对比了不同降解剂的效果，筛选了4种催化剂，最终选择利用绿色溶剂γ-戊内酯为反应介质，乙二醇为醇解剂，在温和条件下，即可实现PET的高效、可控解聚。这种方法产出的化学品聚酯二醇，产率最高到达94.2%。PET的降解并不是个简单的加热分解课题，而是一个全世界范围的难题，降解不难，但是其他科研团队大部分只能将PET深度降解为单体BHET（对苯二甲酸双羟乙酯），而不可控地断裂部分酯键得到窄分子量聚酯二醇低聚物。
“这个区别就像是拆楼房到底拆成一间间屋子，还是拆成一堆破砖烂瓦，拆成多大的屋子都还要自主控制。”侯相林团队找到的调控开关就是醇解剂乙二醇的用量。“我们可以将产物聚合度控制在4到13之间，就是精准控制高分子中重复单元的数量。”这种在均相体系中实现对PET降解产物分子量的精准控制，这种产物又被团队重新聚合为重均分子量为31007g/mol的PET，真正实现了“PET→PEDO→PET”的低成本循环。
伴随人口增长和生活水平的提升，全球塑料需求量不断攀升，全球塑料总产量达到4亿吨，其中9成塑料都来自于化石资源，使用后的塑料废品形成较多的污染问题。虽然塑料的回收体系仍然处于不断完善过程，但是现在主要以少量回收利用，多数是填埋和能量回收。侯相林研究员表示，废塑料化学回收还未形成占据优势的工艺技术，我们希望通过相关技术的研发将废塑料转化为高附加值能源产品。除了聚酯二醇之外，我们还有希望在温和条件下探索更多的高价值化学品。
沈佳 李清波