PET微波解聚过程中非热效应的作用机制及其规律性研究

On the basis of previous research work, the microwave depolymerization of polyester(PET) is going to be used as a model reaction in this project. The action mechanisms and and its regularities of the non-thermal effects for microwave irradiation would be explicated by further investigations of PET microwave depolymerization(the causes and its regularities come from the periodicity of discontinuous kinetic processes; kinetics and mechanisms of the non-thermal effect actions; the changes of PET structure and its regularities in the action processes of the non-thermal effects; the correlation regularities between the relaxation time and the energy output in the processes of discontinuous microwave irradiation) . The invesgated results of this project would provide the theoretical basis, methods and basic data for the effective and safe utilizations of microwave irradiation, take positive effects to the revealation of the essence for microwave to chemical reactions, to the effective utilizations of microwave energy and to the safety of microwave foods.

本项目是在原有研究工作的基础上，以聚酯（PET）微波解聚为模型反应，通过聚酯微波解聚的进一步研究（动力学不连续过程周期性产生的原因及其规律性；非热效应作用的动力学和机理；非热效应作用过程中聚酯结构的变化及其规律性；微波非连续辐射过程弛豫时间与能量输出关系的规律性），明晰微波辐射的非热效应的作用机制及其规律性，对微波的有效、安全利用提供理论基础、方法和基本数据，对揭示微波作用于化学反应的本质问题和微波能量的有效利用以及有关微波食品安全问题均会起到积极的作用。

本课题的研究基本是按照研究计划进行的，已完成了研究计划的三项基本研究内容。通过对聚酯微波解聚动力学不连续过程的研究我们发现：1、聚酯微波解聚分为聚酯无规解聚为较低分子量的低聚物和低聚物有规解聚为单体两个阶段，在整个反应过程中无规断裂与有规断裂同时进行；升高温度可以促进PET水解及催化水解，而低温条件下微波的非热效应更为明显，即较低温度下利于微波能量的有效利用。2、有效地控制非连续辐射时间，非连续辐射可以达到与连续辐射同样的解聚效果，可以有效地提高微波能量的利用率。3、微波辐射下，SnO对聚酯的解聚与无催化剂条件下的解聚动力学行为是一致的，即均是一个至少包含两个周期性反应的不连续的动力学行为，这种不连续的动力学行为产生于微波的非热效应。此外，催化剂SnO可以使聚酯解聚的活化能较大幅度降低。本课题的研究对微波非热效应与热效应的能量转换、微波能量的有效利用以及认识微波作用于化学反应的本质问题将会起到积极的作用。