Valorização de resíduos plásticos: remoção de pigmentos utilizando solventes alternativos

• Autor(a) principal: Sucena, Isa Raquel Martins
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/31945
• topic: Resíduos plásticos; Polietileno de alta densidade; Reciclagem; Dissolução/precipitação; Remoção; Biosolventes; Pigmentos

O objetivo desta dissertação recai sob o desenvolvimento de um pré-tratamento sustentável para remover aditivos de resíduos plásticos utilizando solventes alternativos. O interesse da aplicação deste pré-tratamento deve-se ao facto de a reciclagem de plásticos continuar a ser um grande desafio a nível da obtenção de material reciclado de elevada qualidade, já que a maioria dos processos de reciclagem não conseguem lidar com os aditivos presentes nos mesmos. A indústria das embalagens é responsável por 40% do valor total do consumo de plástico, e o polietileno de alta densidade (HDPE) é um dos plásticos mais utilizados neste setor, sendo por isso o resíduo plástico escolhido para este estudo. Em particular, avaliou-se a capacidade de remoção de colorantes (pigmento ou corante) de duas embalagens de plástico HDPE, uma de cor azul e outra de cor laranja, através do processo de dissolução/precipitação. Começou-se por identificar o tipo de colorantes presentes nos resíduos plásticos, verificando-se que os colorantes presentes em ambos os plásticos eram pigmentos, e ambos continham apenas um tipo de pigmento. Contudo, até ao momento não foi possível identificar a composição química dos pigmentos. Em seguida, avaliou-se a remoção dos pigmentos dos resíduos plásticos. Primeiro selecionou-se o melhor solvente alternativo para a dissolução da matriz, constatando-se que o limoneno foi o mais eficaz. Depois, uma ampla gama de álcoois (mono-, di-, tri-álcoois, com cadeias alquílicas até 6 carbonos) foram usados como anti-solvente em diferentes proporções de solvente:anti-solvente (1:residual, 1:1 e 1:3) para maximizar o rendimento do polímero precipitado, sendo a razão 1:3 a mais efficiente. É importante mencionar que o tolueno (solvente orgânico tradicional) também foi usado como solvente de dissolução para fins comparativos. A remoção dos pigmentos foi mais eficiente quando se utilizou o limoneno como solvente, e os álcoois com uma cadeia alquílica intermédia e com maior número de grupos OH como anti-solvente. Conseguiu-se remover até 94% do pigmento azul e 100% do pigmento laranja com os tri-álcoois (1,2,3-propanotriol e 1,2,4-butanotriol). Depois, verificou-se que a composição estrutural, temperatura de fusão e de degradação térmica dos plásticos, após o pré-tratamento desenvolvido, não sofreram alterações significativas em relação ao plástico virgem. Por fim, foram realizados 3 ciclos de extração, com reaproveitamento do solvente (limoneno) e anti-solvente (1,2,3-propanotriol), para garantir a viabilidade económica e sustentável do processo, comprovando-se a capacidade de reciclagem e reaproveitamento dos solventes. Em suma, esta dissertação demonstra que o pré-tratamento sustentável desenvolvido tem potencial para remover os aditivos presentes no polímero. Este método será um primeiro passo para potencializar uma fonte secundária de matéria-prima e quiçá beneficiar o processo de reciclagem, através de um processo de despolimerização mais eficiente, contribuindo para o desenvolvimento de um processo de reciclagem económico e sustentável.