Hidrólise parcial da superfície do polyethylene terephthalate (PET): transformando um rejeito em um material de troca catiônica para aplicação ambiental

Abstract

Recebido em 15/10/08; aceito em 5/2/09; publicado na web em 3/7/09 PARTIAL HYDROLYSIS OF PET SURFACE: TRANSFORMING A PLASTIC WASTE INTO A MATERIAL WITH CATIONIC EXCHANGE PROPERTIES FOR ENVIRONMENTAL APPLICATION. In this work it is proposed a simple and versatile undergraduate chemical experiment in polymer and environmental technology based on the process of polyethylene terephthalate (PET) hydrolysis. Polyethylene terephthalate from post-consume bottles is submitted to a controlled partial hydrolysis which allows the students to follow the reaction by a simple procedure. The students can explore the reaction kinetics, the effect of catalysts and the exposed polyethylene terephthalate surface area on the hydrolysis reaction. The second and innovative part of this experiment is the technological and environmental application of the hydrolyzed polyethylene terephthalate as a material with cation exchange properties. The surface hydrolyzed polyethylene terephthalate can be used as adsorbent for cationic contaminants.Keywords: undergraduate laboratory, PET, catalysis. INTRODUÇÃOO PET (polietilenotereftalato) é considerado um dos mais importantes polímeros de engenharia das duas últimas décadas, devido ao rápido crescimento de sua utilização.1 As embalagens de garrafas plásticas de PET são ideais para o acondicionamento de alimentos, devido às suas propriedades de barreiras que impossibilitam a troca de gases e absorção de odores externos, mantendo as características originais dos produtos envasados. Além disso, são leves, versáteis e 100% recicláveis. A introdução da embalagem de PET no Brasil, em 1988, além de trazer as indiscutíveis vantagens ao consumidor, trouxe também o desafio de sua reciclagem. 2O PET é um dos polímeros mais reciclados em todo o mundo devido à sua extensa gama de aplicações, tais como fibras têxteis, tapetes, carpetes, não-tecidos, embalagens, filmes, fitas, cordas, compostos, e mesmo incinerado para produção de energia. [3][4][5][6] No Brasil, em 2006, alcançamos o segundo lugar na reciclagem do PET, com aproximadamente 51% das embalagens pós-consumo efetivamente recicladas (193,9 mil toneladas das 378 produzidas), perdendo apenas para o Japão, que reciclou 62%.A reciclagem química do PET tem atraído a atenção dos químicos devido à grande variedade de processos, resultando em diferentes produtos. Por exemplo, o PET pode ser reciclado por hidrólise catalítica, 7 aminólise, 8 alcoólise, 9 glicólise 10 e mesmo para a produção de copolímeros através da reação com outros polímeros.11 Uma comparação destas diferentes rotas, produtos obtidos e suas aplicações na indústria química é discutida em uma recente revisão. 1Dentro deste contexto, o desenvolvimento de novos processos para reciclagem de polímeros é, atualmente, uma área relevante de pesquisa acadêmica e tecnológica devido a duas necessidades importantes: a redução do volume crescente de rejeitos de polímeros originados de diferentes fontes e, a conversão de fontes de baixo custo, e.g. rejeitos plásticos, em materiais de valor agregado com ap...

Processo de reciclagem química de PET em meio alcalino: efeito da concentração do íon hidróxido, da cor do PET e do tempo de reação

“…Reação de esterificação e estrutura molecular do poli(tereftalato de etileno) (PET). Adaptado da referência [3].…”

“…Segundo ROSMANINHO et al [3] a reciclagem química do PET tem atraído a atenção dos químicos devido à grande variedade de processos, resultando em diferentes produtos. Por exemplo, o PET pode ser reciclado por hidrólise catalítica [13], aminólise [14], alcoólise [15], glicólise [16] e mesmo para a produção de copolímeros por meio da reação com outros polímeros [17].…”

“…O processo de reciclagem química do PET é encontrado em alguns poucos trabalhos acadêmicos, sem mesmo ter havido a transferência da tecnologia para aplicação industrial [3,[25][26][27][28][29][30][31][32][33]. A reciclagem química do PET ainda enfrenta diversos desafios; processos de reciclagem em larga escala são raramente encontrados.…”

“…O refluxo foi feito em balão de fundo redondo de 125 mL, acoplado a uma manta de aquecimento apropriada e conectado a um condensador de bolas (Allhin). A temperatura e o tempo de reação são muito importantes para a reprodutibilidade dos resultados [3,29]. Utilizou-se 1,0 g de PET para cada 5,00 mL de solução aquosa de base de diferentes concentrações [31].…”

“…2-Acidificou-se o filtrado com solução de ácido sulfúrico 1: A partir das titulações potenciométricas ácido-base determinou-se o teor de pureza de amostras dos produtos das reações de hidrólise (que acreditava-se, até então, tratar-se de ácido tereftálico). Amostras dos produtos da reação, de aproximadamente 0,25 g, foram medidas com precisão em balança analítica, solubilizadas em um volume definido e em excesso de solução padrão de NaOH (V = 35,00 mL; C = 0,1 mol L -1 ), já que o TPA apresenta baixa solubilidade em água (19 mg L -1 , a 25 o C) [29]. Nesse caso, obtém-se o tereftalato de dissódio, que é solúvel.…”