Reciclagem química do PET : avaliação das principais rotas de reciclagem

Abstract

O grande volume de plástico produzido e seu descarte inapropriado têm gerado crescente preocupação em relação aos impactos negativos causados no meio ambiente. Diante dessa preocupação, a reciclagem sistemática tem sido uma das melhores alternativas para contornar esse problema. O PET é um dos plásticos mais consumidos e mais reciclado atualmente. Sendo um poliéster, o PET pode ser reciclado quimicamente em seus monômeros/oligômeros constituintes. Este estudo tem como objetivo avaliar os principais métodos de despolimerização do PET e suas particularidades: glicólise, hidrólise, metanólise, aminólise e amonólise a partir de estudos encontrados na literatura. No processo via glicólise, é discutida a influência da cinética da reação nas taxas de despolimerização, além de avaliar como a escolha do catalisador e da razão PET/solvente pode afetar os rendimentos da reação. Já para a hidrólise é discutido como o meio reacional (neutro, ácido ou alcalino) afeta o grau de pureza do TPA. Em relação à metanólise, é abordado como o estado físico do metanol (líquido, vapor ou supercrítico) afeta os deslocamentos de equilíbrio da reação. Para a aminólise e a amonólise é analisada a obtenção de produtos alternativos para a indústria química. Também são discutidos os principais parâmetros que afetam as taxas de despolimerização e os rendimentos de cada processo: qualidade da matéria-prima, reagentes, razão PET/solvente, catalisadores, condições operacionais (temperatura, pressão e tempo). Além disso, este estudo avalia a aplicação dos produtos obtidos em cada de via despolimerização, a complexidade e o custo envolvido com a purificação dos produtos, dificuldades de separação dos produtos/catalisadores do meio reacional, vantagens e desvantagens de cada método.

The large volume of plastic produced and their inappropriate usage and disposal generate several environmental concerns indicating that the current use of plastics is not sustainable. The systematic recycling of plastics has been one of the best alternatives for reducing environmental impacts. PET polymer is one of the most consumed plastics and also one of the most recycled today. PET is a condensation polyester that can be chemically recycled into its constituent monomers/oligomers. This paper aims to evaluate the main methods of depolymerization of PET and their properties: glycolysis, hydrolysis, methanolysis, aminolysis and ammonolysis. The glycolytic depolymerization of PET strongly depends on the kinetic's parameters, especially the use of catalyst and the ratio PET/solvent. Regarding hydrolytic depolymerization, it is discussed how the reaction medium (neutral, acid or alkaline) affects the degree of purity of the TPA monomer. In respect to the methanolysis method, it is demonstrated how the physical state of methanol (liquid, vapor or supercritical) affects the equilibrium of the reaction. For aminolysis and ammonolysis are evaluated alternative products obtained for use in other sectors of the chemical industry. Besides that, this paper also evaluates the principal parameters that determine the rate of PET depolymerization and the yields of each process: quality of feedstocks, reagents, catalysts, PET/solvent ratio and reaction conditions (temperature, pressure and time). Furthermore, this paper addresses the criteria for commercial success in implementing each of the methods described above. The choice of technology relies on cost, the desired products and their achieved purities, the quality and the quantity of the feedstocks.