高温原位观察与拉曼光谱联用揭示聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)水解动力学机制

《Polymer Engineering & Science》：In Situ Experimental Study on High-Temperature Hydrolysis of Polyethylene Terephthalate

为解决PET回收难题，研究人员通过熔融石英毛细管反应器(FSCR)结合原位拉曼光谱技术，在330°C高温下揭示了PET水解的动力学特征。研究发现PET在250°C进入熔融态，水解产物为乙二醇(EG)和对苯二甲酸(TPA)，反应过程符合logistic模型，活化能达~135 kJ?mol?1，为优化塑料回收工艺提供了理论依据。

　　

这项创新研究采用熔融石英毛细管反应器(FSCR)作为微型实验室，配合拉曼光谱实时监测技术，首次捕捉到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在高温环境下的"变形记"。当温度攀升至250°C时，PET样品如同经历一场分子级别的"脱胎换骨"，拉曼光谱捕捉到其内部结构剧烈变化，标志着材料进入熔融态。反应后的液体中，检测到乙二醇(EG)和对苯二甲酸(TPA)这对"孪生产物"，确证了水解反应的发生。

有趣的是，PET的水解过程呈现出典型的"慢-快-慢"三阶段特征，就像一场精心编排的分子交响乐。温度每升高10°C，反应速率便显著提升，最终测算出活化能高达~135 kJ?mol^?1。这些发现不仅揭开了高温水解反应的动力学面纱，更为开发新型塑料回收技术提供了关键的"分子密码"，让废弃PET瓶有望通过绿色化学途径重获新生。