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

Abstract

RESUMO Este trabalho investigou o processo de hidrólise química de poli(tereftalato de etileno) (PET) em meio alcalino; especificamente de garrafas incolores e coloridas pós-uso. A reciclagem química de embalagens PET pós-uso ainda é muito pouco explorada no Brasil, não sendo tão diferente do que está sendo praticado em outros países. Dentre variáveis possíveis de investigação, aquelas estudadas neste trabalho foram a concentração de hidróxido de sódio (NaOH) e a cor do PET. A reação de despolimerização do PET pós-uso foi realizada na concentração de 1,0, 3,0, 5,0, 7,5 e 10,0 mol L-1 de NaOH, sendo que em 7,5 mol L-1 foi aquela que mostrou os melhores resultados, relativamente à extensão da reação e à pureza do monômero recuperado, o ácido tereftálico (TPA). A reação também foi feita para PET de cores diferentes, na concentração de 7,5 mol L-1 de NaOH, cujos resultados mostraram um menor desempenho quando comparados com aqueles obtidos para o PET não colorido. Esse resultado sugere ser devido à presença de corantes, que pela estrutura química dos mesmos, competem pelo ataque nucleofílico do íon hidroxila (OH-), durante a reação de hidrólise do PET. As análises por Espectrofotometria no Infravermelho (FTIR), Difração de Raios X (DRX) e Termogravimétrica (TGA/DTG) confirmaram que os produtos de reação resultaram em TPA, uma vez que os espectros foram coincidentes com aqueles do TPA comercial. O crescente consumo de embalagens PET e o descarte ambiental aleatório precisam de soluções rápidas; os resultados do presente trabalho são importantes e corroboram com o avanço da pesquisa para a reutilização de matéria prima.ABSTRACT This work investigated the chemical hydrolysis process of polyethylene terephthalate (PET) in alkaline medium; specifically, colorless and colored post-consume bottles. The chemical recycling of post-consume PET bottles is still very little explored in Brazil, not being so different from what is being practiced in other countries. Among possible variables of investigation, in this work was studied the sodium hydroxide (NaOH) concentration and the PET color. The post-consume PETdepolymerization reaction was performed at the concentrations of 1.0, 3.0, 5.0, 7.5 and 10.0 mol L-1 NaOH, and in 7.5 mol L-1was the one that showed the best results, regarding the extent of the reaction and the purity of the recovered monomer, terephthalic acid (TPA). The reaction was also made for PET of different colors at the concentration of 7.5 mol L-1 NaOH, whose results showed a lower performance when compared to those obtained for non-colored PET. This result suggests that it is due to the presence of dyes, which, due to their same chemical structure, compete for nucleophilic attack of the hydroxyl ion (OH-) during the hydrolysis reactionof of PET. Infrared Spectrophotometry (FTIR), X-ray diffraction (XRD), as well as Thermogravimetric (TGA / DTG) analysis confirmed that the reaction products resulted in TPA, since the spectra were coincident with those of the commercial TPA. The increasing consumption of PET packaging and aleatory environmental disposal need quick solutions; the results of this work are important and corroborate with the advance of the research for reutilization of raw material.