Estudos da reação de despolimerização do poli(tereftalato de etileno), PET, pós-consumo em meio alcalino anidro : parâmetros cinéticos e termodinâmicos / Study of the depolymerization of poly(ethylene terephthalate), pet, post-consumer in nonaqueous alkaline medium: kinetic and thermodynamic parameters

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Nesse estudo, a reciclagem química de flakes de garrafas de PET pós-consumo (PETr) foi investigada por meio de reações de despolimerização, realizadas entre as temperaturas de 150oC e 185oC, sob pressão atmosférica e usando solução 1,1mol.L-1 de NaOH em etileno glicol anidro, mantendo a razão molar de NaOH:PET em 4:1. As amostras de PETr foram preparadas a partir do processamento de flakes de PETr com diferentes teores de água previamente absorvidos pelos mesmos. As placas obtidas da termoprensagem foram caracterizadas por meio de medidas de índice de fluidez do fundido (MFI), viscosidade intrínseca (VI), calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG) e espectroscopia na região do infravermelho com reflectância atenuada (FTIR-ATR). A partir dessas medidas foi observado que o aumento no teor de água absorvido pelos flakes de PETr e posterior processamento por termoprensagem a 260oC aumentou a fração de cadeias menores no PETr processado, devido à degradação hidrolítica na presença de água durante o processamento, formando grupos químicos mais polares, tais como grupos carboxílicos, na superfície da placa processada, como observado por FTIR-ATR. As etapas de imersão em água até a saturação e de processamento aumentaram a reatividade do PETr processado frente ao meio reacional alcalino anidro utilizado. Para o valor da velocidade de agitação do meio reacional a partir de 1360rpm, o produto sólido foi removido da superfície do PETr processado não reagido, de modo que a reação química foi o estágio controlador da reação. Baseando-se no modelo cinético de conversão da partícula sem reação no núcleo, com formação e aumento de defeitos na superfície do PETr processado não reagido, os valores das constantes de velocidade aparente, kv, foram determinados em função da temperatura, indicando que a equação cinética deduzida apresentou boa concordância com os dados experimentais. O valor de Ea determinado foi de 172,7kJmol-1, que é relativamente elevado quando comparado aos valores reportados na literatura. Entretanto, a partir de uma análise termodinâmica, foi verificado que o efeito de compensação da entropia de ativação (ΔS≠) sobre o valor da entalpia de ativação (ΔH≠) foi suficientemente alto para compensar o elevado valor da energia de ativação (Ea), tornando o método de despolimerização apresentado termodinamicamente favorável.

ASSUNTO(S)

pet - reciclado polímeros quimica cinética de despolimerização meio reacional alcalino reciclagem química

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