Reciclagem química do Poli(tereftalato de etileno) – pet pós-consumo via hidrólise

Abstract

Este trabalho teve como objetivo investigar variáveis importantes no processo de reciclagem química do PET pós-consumo na forma de flakes por meio da hidrólise, utilizando NaOH, KOH, H₂SO₄ e HNO₃. O estudo foi baseado em planejamentos experimentais 2², onde as variáveis independentes foram a concentração da solução utilizada para despolimerizar o PET e o tempo reacional, e a variável dependente foi o rendimento de PTA obtido, analisado por gravimetria. Depois de selecionada a melhor das quatro rotas, foi realizado um estudo cinético da despolimerização do PET. Os experimentos que geraram melhores resultados foram aqueles com os maiores valores das variáveis independentes, alcançando 100 % de rendimento para as reações com NaOH, 90 % de rendimento para as reações com KOH e 50 % de rendimento para as reações com HNO₃. Já para o H₂SO₄, a reação de despolimerização do PET não ocorreu nas condições estudadas. As análises estatísticas dos planejamentos mostraram que nos experimentos com NaOH e com HNO₃, a concentração da solução foi a variável que mais influenciou no processo, enquanto que nos experimentos com KOH, a variável tempo foi a que mais influenciou. As análises estatísticas também mostraram que os modelos obtidos para explicar os valores experimentais foram significativos e preditivos com 95 % de confiança. As amostras de PTA obtidas foram analisadas através de técnicas de Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Ressonância Magnética Nuclear de Próton (¹H RMN) e Ressonância Magnética Nuclear de Carbono-13 (¹³C RMN), mostrando que elas se assemelham bastante ao PTA obtido comercialmente por via petroquímica. O estudo cinético mostrou que os resultados de rendimento de PTA em função do tempo se ajustaram bem a um polinômio de segunda ordem nas três temperaturas estudas (80, 100 e 120 ºC). A reação de despolimerização do PET é uma reação de primeira ordem e foi considerada homogênea. As constantes de velocidade para as três temperaturas foram de 0,0024, 0,0110 e 0,0243 min⁻¹ respectivamente. Nas condições estudadas a energia de ativação foi de 66,02 kJmol⁻¹ e o tempo de meia vida foi de 289, 63 e 29 minutos para as três temperaturas, respectivamente.