Despolimerización química de poli (tereftalato de etileno) de grado botella post-consumo en presencia de catalizador catiónico: Bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB)

Chemical Depolymerization of Post-Consumption Bottle-Grade Poly (ethylene terephthalate) in Presence of Cationic Catalyst: Cetil Trimethyl Ammonium Bromide (CTAB)

En este trabajo se ha desarrollado una nueva metodología analítica de reciclado químico de poli(tereftalato de etileno) grado botella post-consumo, PET_pc mediante reacción de despolimerización en solución alcalina (solución de NaOH de 7.5 mol L^-1 a 100 oC) y como catalizador el surfactante bromuro de cetil trimetil amonio (CTAB, 1 x 10^-2 mol L^-1). La presencia de CTAB aumentó el rendimiento de la reacción en torno al 85 % y disminuyó su tiempo de 6 a 2 horas cuando se utilizó la mezcla NaOH/CTAB en una proporción de 4:1 (% v/v) con 2 g de PET_pc. El producto final, ácido tereftálico monómero (TPA), se caracterizó mediante análisis de termogravimetría, calorimetría diferencial de barrido, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier y espectrometría de masas. Los resultados se compararon con la materia prima, PET_pc. Además, el catalizador CTAB permaneció en medio alcalino (fase acuosa) sin interferir en el proceso de purificación del TPA.

INTRODUCCIÓN

El tereftalato de polietileno (PET) es uno de los polímeros más utilizados en el mundo, desarrollado inicialmente en la década de 1940 por John Whinfield y James Dickson. El PET se produce mediante la polimerización de ácido tereftálico (TPA) y etilenglicol (EG), resultando en un material que se caracteriza por su resistencia mecánica y su buena resistencia a la humedad y productos químicos[1].

En Brasil, el PET encuentra una amplia aplicación en envases (71%), especialmente en botellas de bebidas carbonatadas (refrescos). Sus propiedades como ligereza, transparencia y resistencia mecánica hacen que sea ideal para aplicaciones en la industria de envases[7,8]. El PET reciclado, conocido como PET reciclado postconsumo (PET-PCR), ha ganado considerable atención en Brasil, con tasas de reciclaje en aumento debido a las mejoras en la recolección y procesamiento de residuos plásticos[7,9].

Además de su aplicación en envases, el PET reciclado ha sido objeto de desarrollo en nuevas tecnologías de reciclaje para mejorar la eficiencia y la economía. Estos avances incluyen la optimización de la química de reciclaje para obtener polímeros con propiedades mecánicas adecuadas, superando los desafíos técnicos y económicos asociados con la degradación de las propiedades del PET durante el reciclaje[15-23].

En los últimos años, ha habido un interés significativo en el uso de aditivos (como los surfactantes) para mejorar la solubilización de contaminantes en el medio ambiente y optimizar el proceso de degradación del PET en condiciones naturales[24-26]. Este enfoque busca mitigar el impacto ambiental del PET al facilitar su descomposición en el entorno natural.