專利名稱：一種降解脂肪族聚酯回收低聚酯或單體的方法
技術領域：
本發明屬于生物降解法降解脂肪族聚酯的技術領域，特別涉及一種用 固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低聚酯或單體的方法。
背景技術：
目前，由于石油資源緊缺，世界各國已把節能減排和資源循環再利用 作為綠色化學工業中的一個重要指標，特別是在石油化工領域，由于塑料 回收再利用的可行性高，并且此舉可以大量節省有機碳和能源資源，綠色 化學循環再造的高分子材料正在被積極的開發和應用。不過，由于可生物 降解塑料存在耐高溫性差的缺陷，限制了其大量在工業中的應用。從節省 有限的碳資源和能源的消耗立場，使用生物催化劑催化降解聚合物成為低 聚物或單體，循環再造高分子材料有可能成為一種高效的解決方法。
各種生物降解塑料在發達國家被大力應用到我們生活中的各個領域， 特別是生物降解塑料盡可能多的被回收利用，因為高分子材料的生產和加 工需要消耗大量的能源。此外，廢棄的高分子材料有可能成為替代原料作 為單體和中間體被用來進行再合成，其中生物降解塑料，如聚丁二酸丁二
醇酯(PBS)，聚丁烯己二酸酯(PBA)，聚乳酸(PLA)，聚丁二酸丁二醇酯-共 聚-己二酸(PBSA)，是工業上常用的典型的生物降解塑料。生物降解塑料， 如脂肪族聚酯，通過水解酶在一定水環境下降解成低聚物；另一方面，降 解的基元由酶在水環境下重組成高分子。這些可逆的酶促反應可被應用于 建立綠色化學循環再生的生物可降解塑料的生產體系。現有的技術中對塑料的回收多為熱裂降解或當填料再利用，但各種性 能劣于新合成的塑料，而且工藝復雜，回收成本高；近代的可降解塑料雖 發展迅速，但能源危機，石油短缺又使其原料成本大幅提高，不利于生物 降解塑料的大量推廣。
目前可生物降解高分子材料大都是使用后將廢棄的材料埋入土壤中， 通過微生物的資化，材料降解最終成為二氧化碳和水，而無法回收再利用， 浪費了大量的資源。
發明內容
為了克服上述生物降解材料不能被回收再利用的不足，本發明提供了 一種用固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低聚酯或單體的方法，具有操作 簡單、節約能源、資源循環再利用、酶可反復回收利用和成本低的特點。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是 一種降解脂肪族聚酯 回收低聚酯或單體的方法，包括以下步驟
首先，將脂肪族聚酯0.1~5g，固定化脂肪酶0.01~0.5 g置于三口燒瓶中，
加入10 80ml四氫呋喃或甲苯和1 5ml蒸餾水，反應溫度為30 80°C， 反應時間4 16h。
其次，在上述反應物中加入甲苯和固定化脂肪酶，其中甲苯和四氫呋 喃、蒸餾水的體積比為10 30: 10 80: 1 5ml，固定化脂肪酶0.01 0.5g， 低速攪拌60 120r/min，溫度為30 80°C、常壓下反應20 30h，反應完 畢，回收脂肪酶，即得降解產物。
所述的脂肪族聚酯是聚一元酸一元酯、聚二元酸二元酯及它們改性的 二元、三元共聚酯。由于本發明采用固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低聚酯或單體，解 決了以下問題1.分子量過高的聚酯難溶于使酶有較高活性的有機溶劑；
2.有些溶劑使用量過大，3酶、蒸餾水和聚酯三者接觸幾率過低，4.需要
在低壓下進行實驗的條件。現在的方法實驗裝置簡單，并對脂肪族聚酯中
降解較慢的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，也能將其數均分子質量(vl/n) 10萬的 聚合物降解成^fn數百的低聚物，降解產物可以通過脂肪酶再聚合生成高分 子量相同結構的和不同結構的聚酯，或作為其它化學原料，香料，溶劑等， 具有操作簡單、節約能源、資源循環再利用、回收成本低的優點。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明的方法作進一步詳細說明。
實施例1:
一種降解脂肪族聚酯回收低聚酯或單體的方法，包括以下步驟
首先，將聚丁二酸丁二醇酯(PBS)0.5g、固定化脂肪酶0.03g、四氫呋喃 30ml、蒸餾水2ml置于三口燒瓶中，反應溫度50。C，反應12h。
其次，加入甲苯15ml，固定化脂肪酶0.03g，低速攪拌60r/min，在反 應溫度為5(TC、常壓下反應20h后，回收脂肪酶，即得降解產物。
通過GPC測試分析，將數均分子量Mn為100000的PBS降解成Mn 為300的低聚物。
實施例2:
一種降解脂肪族聚酯回收低聚酯或單體的方法，包括以下步驟-首先，將聚丁二酸丁二醇-co-二乙醇酸酯(PBS-co-DGA)的共聚物0.6g、 固定化脂肪酶0.03g、四氫呋喃30ml、蒸餾水4ml置于三口燒瓶中，反應溫度5(TC，反應時間為8h。
其次，再加入甲苯15ml，固定化脂肪酶0.03g，低速攪拌90r/min，反 應溫度為55。C、常壓下反應15h后，回收脂肪酶，即得降解產物。
通過GPC測試分析，數均分子量Mn為50000的PBS-co-DGA的共聚 物降解為數均分子量Mn為600的低聚物。
實施例3:
一種降解脂肪族聚酯回收低聚酯或單體的方法，包括以下步驟
首先，將聚丁二酸丁二醇-co-l,4環己二醇酯(PBS-co-l,4-CHDM)共聚物 0.5g、固定化脂肪酶0.04g、甲苯30ml、蒸餾水5ml置于三口燒瓶中，恒溫 80°C，勻速攪拌，反應時間為10h。
其次，再加入甲苯15ml，固定化脂肪酶0.04g，低速攪拌120r/min，反 應溫度為80。C、常壓下反應20h后，回收脂肪酶，即得降解產物。
通過GPC測試分析，數均分子量Mn 100000的PBS-co-1,4-CHDM共 聚物降解為數均分子量為410的低聚物。
實施例4:
一種降解脂肪族聚酯回收低聚酯或單體的方法，包括以下步驟
首先，將聚丁二酸丁二醇-co-l，4環己二甲醇-co-環己內酯(PBS-co-l,4-CHDM-co-CL)共聚物0.4g、固定化脂肪酶0.04g、甲苯30ml、蒸餾水5ml 置于三口燒瓶中，恒溫70。C，勻速攪拌，反應時間為13h。
其次，再加入甲苯10ml，固定化脂肪酶0.02g，低速攪拌120r/min，反 應溫度為70。C、常壓下反應30h后，回收脂肪酶，即得降解產物。
通過GPC測試分析，數均分子量Mn 80000的PBS-co-l，4-CHDM-co-CL共聚物降解為數均分子量Afa為800低聚物。 實施例5:
一種降解脂肪族聚酯回收低聚酯或單體的方法，包括以下歩驟
首先，將聚丁二酸丁二醇-co-l,2丙二醇酯(PBS-co-l,2-PD)共聚物0.4g、 固定化脂肪酶0.04g、四氫呋喃30ml、蒸餾水5ml置于三口燒瓶中，水浴恒 溫60。C，勻速攪拌，反應時間為10h。
其次，再加入甲苯12ml，固定化脂肪酶0.04g，低速攪拌120r/min，反 應溫度為6(TC、常壓下反應24h后，回收脂肪酶，即得降解產物。
通過GPC測試分析，數均分子量Mn 50000的PBS-co-l,2-PD共聚物降 解為數均分子量A/n為610的低聚物。
權利要求
1、一種用固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低聚酯或單體的方法，其特征在于，包括以下步驟首先，將脂肪族聚酯0.1～5g，固定化脂肪酶0.01～0.5g置于三口燒瓶中，加入10～80ml四氫呋喃或甲苯和1～5ml蒸餾水，反應溫度為30～80℃，反應時間4～16h。其次，在上述反應物中加入甲苯和固定化脂肪酶，其中甲苯和上述四氫呋喃、蒸餾水的體積比為10～3010～801～5ml，固定化脂肪酶0.01～0.5g，低速攪拌60～120r/min，溫度為30～80℃、常壓下反應20～30h，反應完畢，回收脂肪酶，既得降解產物。
2、 根據權利要求1所述的一種用固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低 聚酯或單體的方法，其特征在于，包括以下步驟首先，將聚丁二酸丁二醇酯(PBS)0.5g、固定化脂肪酶0.03g、四氫呋喃 30ml、蒸餾水2ml置于三口燒瓶中，反應溫度50。C，反應12h。其次，加入甲苯15ml，固定化脂肪酶0.03g，低速攪拌60r/min，在反 應溫度為5(TC、常壓下反應20h后，回收脂肪酶既得降解產物。
3、 根據權利要求1所述的一種用固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低 聚酯或單體的方法，其特征在于，包括以下步驟首先，將聚丁二酸丁二醇-co-二乙醇酸酯(PBS-co-DGA)的共聚物0.6g、 固定化脂肪酶0.03g、四氫呋喃30ml、蒸餾水4ml置于三口燒瓶中，反應溫 度50。C，反應時間為8h。其次，再加入甲苯15,ml，固定化脂肪酶0.03g，低速攪拌90 r/min，反應溫度為55'C、常壓下反應15h后，回收脂肪酶既得降解產物。
4、 根據權利要求1所述的一種用固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低聚酯或單體的方法，其特征在于，包括以下步驟首先，將聚丁二酸丁二醇-co-l,4環己二醇酯(PBS-co-l,4-CHDM)共聚物 0.5g、固定化脂肪酶0.04g、甲苯30ml、蒸餾水5ml置于三口燒瓶中，恒溫 80°C，勻速攪拌，反應時間為10h。其次，再加入甲苯15ml，固定化脂肪酶0.04g，低速攪拌120r/min，反 應溫度為8(TC、常壓下反應20h后，回收脂肪酶既得降解產物。
5、 根據權利要求1所述的一種用固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低 聚酯或單體的方法，其特征在于，包括以下步驟首先，將聚丁二酸丁二醇-co-l,4環己二甲醇-cro-環己內酯(PBS-co-l，4-CHDM-co-CL)共聚物0.4g、固定化脂肪酶0.04g、甲苯30ml、蒸餾水5ml 置于三口燒瓶中，恒溫70。C，勻速攪拌，反應時間為13h。其次，再加入甲苯10ml，固定化脂肪酶0.02g，低速攪拌120r/min，反 應溫度為7(TC、常壓下反應30h后，回收脂肪酶既得降解產物。
6、 根據權利要求i所述的一種用固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低 聚酯或單體的方法，其特征在于，包括以下步驟首先，將聚丁二酸丁二醇-co-l,2丙二醇酯(PBS-②-l，2-PD)共聚物0.4g、 固定化脂肪酶0.04g、四氫呋喃30ml、蒸餾水5ml置于三口燒瓶中，水浴恒 溫60。C，勻速攪拌，反應時間為10h。其次，再加入甲苯12ml，固定化脂肪酶0.04g，低速攪拌120r/min，反 應溫度為6(TC、常壓下反應24h后，回收脂肪酶既得降解產物。
7、根據權利要求1所述的一種用固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低 聚酯或單體的方法，其特征在于，所述的脂肪族聚酯是聚一元酸一元酯、 聚二元酸二元酯及它們改性的二元、三元共聚酯。
全文摘要
一種用固定化脂肪酶降解脂肪族聚酯回收低聚酯或單體的方法，包括以下步驟首先，將脂肪族聚酯0.1～5g，固定化脂肪酶0.01～0.5g置于三口燒瓶中，加入10～80ml四氫呋喃或甲苯和1～5ml蒸餾水，反應溫度為30～80℃，反應時間4～16h；其次，在上述反應物中加入甲苯和固定化脂肪酶，甲苯和四氫呋喃、蒸餾水的體積比為10～30∶10～80∶1～5ml，固定化脂肪酶0.01～0.5g，低速攪拌60～120r/min，溫度為30～80℃、常壓下反應20～30h，反應完畢，回收脂肪酶，即得降解產物，具有操作簡單、節約能源、資源循環再利用、回收成本低的優點。
文檔編號C12P7/62GK101451154SQ20081023648
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月26日 優先權日2008年12月26日
發明者丁明亮, 敏 張 申請人:陜西科技大學