Nízkoenergetická recyklace odpadního polyethylentereftalátu

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá novou nízkoenergetickou metodou chemické recyklace polyethylentereftalátu (PET) za použití přírodních olejů jako reakčních činidel a mikrovlnného záření k urychlení depolymerační reakce. Výsledky experimentů s odpadním PET a ricinovým olejem při zahřívání reakční směsi v mikrovlnném reaktoru ukázaly, že dochází ke kompletní depolymeraci PET řetězce. Byly stanoveny optimální podmínky depolymerace PET: hm. poměr PET / ricinový olej =, 1 / 9,7, kdy je molární poměr esterových vazeb PET / hydroxylových skupin ricinového oleje = 1 / 2,7, katalyzátor: octan zinečnatý v množství 1% hm. z navážky PET, reakční teplota v rozmezí 235 - 245řC a reakční čas 60 min. Rozkladné experimenty také dokázaly, že mikrovlnné záření výrazně urychluje rozklad PET. Depolymerační reakce PET je kompletní za 6x kratší reakční čas než při provádění rozkladu v klasicky vyhřívaném reaktoru. Z výsledků analýz vyplývá, že výsledný produkt, recyklát, je kromě nezreagovaného ricinového oleje složen z polyolových produktů, které obsahují částečně či úplně reesterifikované strukturní jednotky PET, na jejichž koncích jsou estericky vázané jednotky ricinového oleje.

This thesis deals with a new low-energy method of chemical recycling of poly(ethylene terephthalate) (PET) using natural oils as reagents and microwave irradiation to accelerate depolymerization. The results of experiments with PET waste and castor oil, when the reaction mixture was heated in microwave reactor, showed that a complete depolymerization of PET chain has occured. Optimal conditions for the depolymerization PET were established: wt. ratio of PET / castor oil = 1 / 9.7, when the molar ratio of ester bonds of PET / hydroxyl groups of castor oil = 1 / 2.7, catalyst : zinc acetate at wt 1% from the PET mass, reaction temperature ranging from 235 to 245řC and the reaction time 60 min. Decomposition experiments also showed, that microwave irradiation accelerated decomposition of PET. Depolymerization reactionin MW reactor was complete at 6x shorter reaction time than the decomposition in the classically heated reactor. The results of analysis showed that the resulting product,the recyclate, was composed of unreacted castor oil and polyol products, that contained partially or fully esterified structural unit of PET, which were ended by ester-linked units of castor oil.