朱育麟、王業昇、蔡榮訓、韓裕民、鄭治倫、黃彥馨、黃立安 / 工研院材化所
聚碳酸酯(PC)因具高強度與透明性而廣泛應用於電子與汽車產業，但每單位功能的碳足跡高達9.42 kg CO2e，遠高於聚丙烯(PP)之2.01 kg CO2e，為主要高碳排塑料之一。為實現PC的低碳循環利用，本文介紹以化學解聚技術將廢棄PC轉化為可控制分子量的寡聚物與雙酚A單體，進一步應用於低碳彩鋼塗料與聚氨酯(PU)黏著劑開發，展現高值化再利用潛力。為降低製程能耗與碳排，研究團隊進一步導入雙螺桿擠出結合化學解聚之連續化技術，可於低溫、低壓下快速完成部分解聚，能耗較傳統批次法降低約30%，並適用於PC/ABS等複合廢料。此技術整合化學解聚與螺桿反應雙優勢，為實現聚碳酸酯低碳循環與產業化應用提供具體途徑。
【內文精選】
PC解聚國際發展趨勢與材化所之PC解聚現況
1. 國際發展概況
日本三菱化學率先實現PC化學回收商業化，針對汽車頭燈罩與建材等廢料，利用化學解聚製程再生成高品質再生PC，並規劃至2030年達年處理量10,000噸。德國科思創採用化學與酶促分解並行技術，可較傳統製程減碳約70%，並建置連續化反應試驗線。荷蘭Trinseo於Terneuzen廠區導入化學回收產線，推出ECOTRIN™再生工程塑料品牌。法國Veolia則以區域閉環回收(Closed-Loop Recycling)為核心，整合塑料分選、清洗與再製體系，強調在地化回收與碳排減量。中國金發科技量產再生PC (PCR-PC)，產品具高回收含量與穩定性；美國MBA Polymers則利用光學與密度分離技術，從電子廢棄物中回收高純度PC顆粒，供應HP、Canon、Ford等品牌再生應用國際品牌應用。
2. 材化所PC解聚研究現況
工研院研究團隊近年針對PC化學解聚進行系統性研究，成功將回收PC解聚為可控制分子量的寡聚物。透過調整解聚劑比例與反應條件可有效調控產物分子量。所得寡聚物進一步應用於環氧樹脂合成，並成功製備出具低碳特性的彩鋼塗料。該塗料於防鏽蝕測試中表現優異，展現再生材料於高值化產品導入的潛力（圖十二）。
圖十二、 工研院自製低碳彩鋼塗料
另一方面，研究團隊結合螺桿混煉與化學解聚概念，開發出具連續化與低能耗特性的螺桿解聚技術。以雙螺桿擠出機(Twin-Screw Extruder; TSE)作為反應器，可進行水解、醇解、胺解及熱裂解等反應。其反應時間僅需數分鐘至20分鐘，藉由快速升溫與強剪切作用使催化劑與反應物均勻分散，顯著提升反應速率與質傳效率。
本技術能在數分鐘內完成部分解聚，較傳統批次法顯著縮短時間，並可直接與現有回收產線整合，形成熔融—解聚—脫揮的連續式低碳製程，減少溶劑使用與廢液排放，符合綠色製程要求（圖十四）---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖十四、雙螺桿PC醇解聚示意圖
★本文節錄自《工業材料雜誌》468期，更多資料請見下方附檔。