Reciclagem de poli (tereftalato de etileno) (PET) : aplicação tecnológica de etanol supercrítico catalisado por líquidos iônicos [Bmim][BF4] e [HMim][HSO4]
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Data de Publicação: | 2014 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) |
Texto Completo: | http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/4738 |
Resumo: | Poly(ethylene terephthalate) (PET) is a thermoplastic with excellent properties such as mechanical and chemical resistance, thermal stability. Despite its good qualities, PET is not biodegradable and its negligent disposal has been resulting in serious environmental problems. According to this scenario, chemical recycling of PET is an alternative to this issue in order to reduce if not completely solve it. In the present Thesis the possibilities of using the ionic liquids [Bmim][BF4] and [HMim][HSO4] or the salt [TMA][BF4] combined to the particular characteristics of supercritical ethanol to perform the depolymerization of PET were evaluated by means the recovery and purification of the original monomers. For that, PET was depolymerized using ethanol above its critical conditions (temperature and pressure) taking into account the influence of other compounds such as water content and presence of dyes. The PET was successfully converted in diethyl terephthalate (DET) with a 98 and 96% in weight using [Bmim][BF4] and [HMim][HSO4] as catalysts, respectively. Using such catalysts allowed considerably reduction in the depolymerization time from 6 h to 45 min. However, water and dyes in the bulk (present in the composition of PET bottles) affect these depolymerization yields, acting as a poison in the catalyst decreasing the catalyst activity. The results showed that the yield decreases to 30% in DET when different amounts of water were added to the reaction medium and to 66% and 21% when 2-amino anthraquinone and zinc phthalocyanine present in colored (green and blue, respectively) PET bottles. When the salt [TMA][BF4] was used as catalyst instead ionic liquids, a yield of 75% in DET was obtained. In the presence of water the yield of salt catalyzed reaction decreased to less than 1.5%, and the presence of dyes (present on colored PET bottles) in the reaction environment did not affect the yield of PET depolymerization. With the intention to complete the recycling cycle, the monomer (DET) obtained from the depolymerization of PET (raw) under scEtOH condition was reused in the polymerization of poly (ethylene terephthalate) |
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Reciclagem de poli (tereftalato de etileno) (PET) : aplicação tecnológica de etanol supercrítico catalisado por líquidos iônicos [Bmim][BF4] e [HMim][HSO4]Politereftalato de etileno (PET) - ReciclagemEtanol supercríticoLíquidos iônicos (LIS)Dietil tereftalato (DET)Ciências Exatas e da TerraQuímicaPoly(ethylene terephthalate) (PET) is a thermoplastic with excellent properties such as mechanical and chemical resistance, thermal stability. Despite its good qualities, PET is not biodegradable and its negligent disposal has been resulting in serious environmental problems. According to this scenario, chemical recycling of PET is an alternative to this issue in order to reduce if not completely solve it. In the present Thesis the possibilities of using the ionic liquids [Bmim][BF4] and [HMim][HSO4] or the salt [TMA][BF4] combined to the particular characteristics of supercritical ethanol to perform the depolymerization of PET were evaluated by means the recovery and purification of the original monomers. For that, PET was depolymerized using ethanol above its critical conditions (temperature and pressure) taking into account the influence of other compounds such as water content and presence of dyes. The PET was successfully converted in diethyl terephthalate (DET) with a 98 and 96% in weight using [Bmim][BF4] and [HMim][HSO4] as catalysts, respectively. Using such catalysts allowed considerably reduction in the depolymerization time from 6 h to 45 min. However, water and dyes in the bulk (present in the composition of PET bottles) affect these depolymerization yields, acting as a poison in the catalyst decreasing the catalyst activity. The results showed that the yield decreases to 30% in DET when different amounts of water were added to the reaction medium and to 66% and 21% when 2-amino anthraquinone and zinc phthalocyanine present in colored (green and blue, respectively) PET bottles. When the salt [TMA][BF4] was used as catalyst instead ionic liquids, a yield of 75% in DET was obtained. In the presence of water the yield of salt catalyzed reaction decreased to less than 1.5%, and the presence of dyes (present on colored PET bottles) in the reaction environment did not affect the yield of PET depolymerization. With the intention to complete the recycling cycle, the monomer (DET) obtained from the depolymerization of PET (raw) under scEtOH condition was reused in the polymerization of poly (ethylene terephthalate)O poli(tereftalato de etileno) (PET) grau garrafa é um termoplástico com excelentes propriedades tais como resistências mecânica e química, estabilidade térmica e propriedades de barreira. Apesar de suas boas qualidades, o PET não é biodegradável e seu descarte aleatório constitui um agravante aos problemas ambientais. Diante deste cenário, a reciclagem química de PET aparece como uma alternativa para essa problemática, no intuito de, se não resolver totalmente este problema, ao menos amenizá-lo. Na presente Tese as possibilidades de utilização dos líquidos iônicos [Bmim][BF4] e [HMim] [HSO4] ou o sal [TMA][BF4] combinados com etanol supercrítico (EtOHsc) para realizar a despolimerização do PET foram avaliadas, ou seja a recuperação e purificação dos monômeros originais. Para isto, PET foi despolimerizado usando etanol acima de suas condições críticas (temperatura e pressão), levando em consideração a influência de outros componentes tais como contéudo de água e presença de corantes. O PET foi convertido com sucesso em tereftalato de dietila (DET) com 98% e 96% em massa usando [Bmim][BF4] e [HMim][HSO4], respectivamente, como catalisadores. O uso de catalisadores permitiu uma redução considerável no tempo de despolimerização de 6 h para 45 min. No entanto, água e corantes (presente na composição de garrafas PET) afetam o rendimento de despolimerização, atuando como um veneno catalítico diminuindo a eficiência catalítica do LI. Os resultados mostraram que o rendimento de DET decresce para 30% (em DET) quando diferentes quantidades de água foram adicionadas ao meio reacional, e para 66% e 21% quando 2-amino antraquinona e ftalocianina de zinco, corantes verdes e azuis, respectivamente, presentes na composição de garrafas PET. Quando o sal [TMA][BF4] foi utilizado como catalisador, ao invés de líquido iônico, um rendimento de 75% de DET foi alcançado. No entanto, na presença de água o rendimento decresce para menos de 1,5%, e corantes presentes em garrafas de PET coloridas não afetam o rendimento de despolimerização de PET catalisada pelo [TMA][BF4] nas condições estudadas nesta Tese. Com intenção de completar o ciclo de reciclagem, o monômero (DET) obtido a partir da despolimerização de PET (resíduo) em condição de EtOHsc foi reutilizado na polimerização de poli(tereftalato de etileno)ix, 143 f.Universidade Estadual de MaringáBrasilDepartamento de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaMaringá, PRCentro de Ciências ExatasEdvani Curti Muniz [Orientador] - UEMProf. Dr. Edvani Curti MunizEduardo Radovanovic - UEMFernanda Andreia Rosa - UEMHelio Wiebeck - USPMarco Aurelio de Paoli - UNICAMPNunes, Cátia Santos2018-08-29T13:12:58Z2018-08-29T13:12:58Z2014info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisNUNES, Cátia Santos. Reciclagem de poli (tereftalato de etileno) (PET) : aplicação tecnológica de etanol supercrítico catalisado por líquidos iônicos [Bmim][BF4] e [HMim][HSO4]. 2014. ix, 143 f. 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