Resumen

En el presente trabajo se realizó la despolimerización de tereftalato de polietileno (PET) por el método de glicólisis con etilenglicol. El proceso se llevó a cabo mediante un diseño factorial en el modelo de optimización Box-Behnken, utilizando una metodología de superficie de respuesta (RSM) en la que se estudiaron tres factores (tiempo, temperatura y relación másica de etilenglicol) en tres niveles de variación (- 1, 0, +1) con dos réplicas del punto central, totalizando 15 experimentos para los que se eligió como respuesta el rendimiento de monómeros de bis (2-hidroxietil) tereftalato (BHET) formados en el proceso. 

Paralelamente, se utilizó el test cinético de Arrhenius para determinar la energía de activación aparente (Ea) del triclorozincato de 1-butil-3-metilimidazol ([Bmin]ZnCl₃) - catalizador utilizado en el proceso de despolimerización. Los productos de la glicólisis obtenidos se caracterizaron mediante técnicas espectroscópicas (FTIR), (¹ H y ¹³C RMN), análisis térmicos (TGA) y (DSC) y Espectrometría de Masas LC-MS/MS híbrida Cuadrupolo-Orbitrap.

INTRODUCCIÓN

El poli(tereftalato de etileno), conocido popularmente como "poliéster" en la industria textil, es un termoplástico semicristalino desarrollado y reconocido por primera vez en Inglaterra por los científicos Whinfield y Dickson a través de una reacción de policondensación de ácido tereftálico con etilenglicol en 1941. Ha sido ampliamente utilizado en diversas aplicaciones que van desde fibras textiles (67%), envases de inyección soplados (24%), películas biorientadas (5%) y polímeros de ingeniería (4%). 

El éxito de este material se debe a su excelente relación entre propiedades mecánicas y térmicas, así como al bajo costo de producción. Su consumo global superó los 54 millones de toneladas en 2010 y experimentó un aumento de aproximadamente el 4.5% por año entre 2010 y 2015. Debido a esta alta tasa de consumo, el reciclaje de este residuo se ha convertido en un gran desafío para la conservación de recursos y la protección del medio ambiente, ya que el material es responsable del 8% en peso y el 12% en volumen de los residuos sólidos en el mundo.

El reciclaje del PET no solo contribuye como una solución parcial al problema de los residuos sólidos, sino también como fuente de materia prima para algunas industrias, ayudando a la conservación de productos petroquímicos de alto costo a través del uso de resinas tereftálicas y poliuretanos, y en aplicaciones como recubrimientos, que son de gran importancia. Se observa que en los últimos años, el interés en el reciclaje del PET ha estado creciendo continuamente debido a preocupaciones ecológicas y económicas.

• Materias:Diseño experimental Catalizadores Análisis cinético Polietileno
• Subjects:Experimental design Catalysts Kinetic analysis Polyethylene
• Palabras claves:PET; Glicólisis; Líquidos iónicos; Diseño de experimentos; Energía de activación
• Keywords:PET; Glycolysis; Ionic liquids; Design of experiments; Activation energy