Obtención del ácido tereftálico a partir de residuos de PET

Abstract

PET residuals degradation, under open sky conditions, takes hundreds of years. Currently, physical recycling of PET is made by melting it. A reduction in the thermoplastic properties through this process, causes articles not requiring such properties to be made, which limits its application. Generally, a considerable space volume for stocking the PET is required. Furthermore, PET residuals might reach the water bodies causing countless problems. In this research project, a path for obtaining terephthalic acid (TPA) from PET (polyethylene terephthalate) residuals has been established. First, an equipment to cut the PET in slices at a microscopic size has been designed, increasing the contact surface in the reaction of the PET alkaline hydrolysis in the presence of a catalyzer. A reactor, working with temperature conditions of 80 ºC and at a 30 kgcm-2 pressure, was designed to degrade the PET. The terephthalic acid, monomer which forms PET and etylenglicon, was obtained. The morphology of PET and TPA was determined using a scanning electron microscope (SEM) as well as the functional groups for the PET and TPA using the infrared spectrophotometer (IRS), and also the crystalline phase for the TPA in the X ray diffractometer (XRD). It was found that in the experimental path the TPA was really obtained. Solid residuals and liquids generated during the PET`s degradation process were recovered and stabilized to avoid the pollution of effluents, achieving this way the integration of the reaction sub products into other industrial processes, in order to accomplish our self sustaining development expectations.

Para llevar a cabo la degradación a cielo abierto de los residuos de PET (polietilen-tereftalato) es necesario que transcurran cientos de años. En la actualidad se ha reciclado físicamente el PET mediante su fundición, la disminución de propiedades termoplásticas por medio de éste proceso propicia que se elaboren solo artículos que no requieren de estas propiedades, lo cual limita su aplicación. El volumen de almacenamiento requerido para el PET es extenso además de que estos residuos llegan hasta los cuerpos de agua provocando un sin fin de problemas. En este proyecto de investigación se estableció una ruta para obtener ácido tereftálico (monómero que da origen al PET) a partir de residuos de PET. Se inicia con el diseño un equipo para cortar el PET en hojuelas a tamaño microscópico y con ello, se aumentó la superficie de contacto en la reacción de hidrólisis alcalina del PET en presencia de un catalizador. Para degradar el PET, también se diseño un reactor que trabajó a condiciones de temperatura de 80° C y presión de 30 kg cm-2. Se obtuvo el ácido tereftálico (ATP) y el etilenglicol (EG). Posteriormente se llevó a cabo la caracterización de la materia prima y los productos obtenidos: Se determinó la morfología del PET y del ATP en el microscopio electrónico de barrido (MEB), los grupos funcionales del PET y ATP en el espectrofotómetro de infrarrojo (IR) y la fase cristalina del ATP en el difractometro de rayos X (DRX). Se encontró que con la ruta experimental propuesta se obtuvo el ATP. Los residuos sólidos y líquidos generados en el proceso de degradación del PET se recuperaron y se estabilizaron para evitar la contaminación de los efluentes y con ello lograr que los subproductos de la reacción puedan utilizarse en otros procesos industriales, con lo cual se cumplen las expectativas del desarrollo autosustentable.