ESTUDO DA REMOÇÃO DE CORANTE DE POLI
(TEREFTALATO DE ETILENO) (PET) ATRAVÉS DE
RECRISTALIZAÇÃO
Talita K. T. Dias1*, Maria R. W. Maciel1, Jefferson F. Pinto2, Glaucia M. F. Pinto3
1* Universidade Estadual de Campinas - Unicamp, Faculdade de Engenharia Química, Campinas-SP –
talitatakizawa@yahoo.com.br
2 Universidade Metodista de Piracicaba-UNIMEP, Santa Bárbara D’ Oeste-SP 3
Pontifícia Universidade Católica de Campinas-PUCC, Faculdade de Química, Campinas-SP
O PET pós-consumo foi submetido à recristalização para remoção do corante utilizando ácido trifluoracético como solvente. O material modificado e o PET pós-consumo foram analisados por termogravimetria (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Verificou-se que o material obtido após a recristalização apresenta características semelhantes ao material de partida. Os resultados indicam que o material obtido após a recristalização trata-se de polímero sem corante.
Palavras-chave: Corante, PET, Recristalização, Reciclagem
Study of removing dye from poly (ethylene terephthalate) (PET) by recrystallization.
The post consumer PET was submitted to recrystallization for dye removal using trifluoroacetic acid as solvent. The modified material and post consumer PET was analyzed by thermogravimetry (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The material obtained after recrystallization has similar characteristics to material departure. The results indicate the material obtained after recrystallization is a polymer without dye.
Keywords: Dye, PET, recrystallization, recycling
Introdução
O consumo de plásticos no Brasil e no mundo vem aumentando há décadas, numa clara demonstração do enorme sucesso conseguido por esse material nas mais variadas aplicações.
O poli (tereftalato de etileno) (PET) possui uma ampla utilização devido às suas excelentes propriedades. Entre os vários usos industriais do PET podem-se destacar o seu uso na área automotiva, eletro-eletrônica e de embalagens para gêneros alimentícios. Sua aplicação como embalagem tem gerado uma grande quantidade de rejeitos urbanos, despertando grande interesse no reaproveitamento desse material a partir de processos de reciclagem. A reciclagem de polímero é uma questão significativa devido a vários aspectos: necessidade de diminuir a quantidade de rejeito urbano, conservar reservas de energia não renováveis e agregar valor social e ecológico a produtos, valorizando a qualidade de vida e estendendo uma nova oportunidade de recuperação e equilíbrio ao meio-ambiente [1].
Dentro desse âmbito, a reciclagem passa a ser uma alternativa promissora. Por definição, a reciclagem é um processo de transformação dos materiais previamente separados para posterior utilização; é a recuperação de resíduos mediante uma série de operações que os permitem que
materiais processados sejam aproveitados como matéria-prima no processo gerador ou em outros [2].
Existem vários estudos relacionados à reciclagem de PET grau garrafa pós-consumo incolor, porém ainda não foram realizados estudos utilizando o PET grau garrafa pós-consumo colorido, pois o corante presente no mesmo dificulta a reciclagem.
O objetivo deste trabalho é remover o corante presente no PET grau garrafa pós-consumo através da técnica de recristalização, oferecendo uma nova alternativa de reciclagem para este material. O material obtido e o PET grau garrafa pós-consumo foram analisados por DSC e TGA com a intenção de provar que, após a remoção do corante, o material obtido apresenta características semelhantes ao material de partida. Desta forma pode-se concluir que o mesmo trata-se de polímero sem corante.
Experimental Materiais
O material utilizado foi o PET grau garrafa pós-consumo (PETpc), separado por cores na forma de ‘flakes’. Esses ‘flakes’ foram lavados e secos em estufa a 180°C durante 4 horas.
Os solventes utilizados foram ácido trifluoracético (99,9%) e álcool etílico (99,5%).
Recristalização
Os ‘flakes’ foram separados por cores (verde, azul, laranja e roxo) (Figura 1) e adicionados em tubos de ensaio. Aos ‘flakes’ foi adicionado ácido trifluoracético, na proporção de 300mg de PETpc verde e azul para 3mL de ácido;400mg de PET laranja para 3mL de solvente e 450mg de PET roxo para 3 mL de solvente (Tabela 1).
o
Tipo de amostra Massa da amostra
(mg)
Tipo de solvente Volume do solvente (mL)
PET grau garrafa pós-consumo verde 300 Ácido trifluoracético 3 PET grau garrafa pós-consumo azul 300 Ácido trifluoracético 3 PET grau garrafa pós-consumo laranja 400 Ácido trifluoracético 3 PET grau garrafa pós-consumo roxo 450 Ácido trifluoracético 3
Foram realizadas as seguintes etapas: i) as amostras de PETpc foram dissolvidas em ácido trifluoracético (Figura 2); ii) após a dissolução completa, foi adicionado álcool etílico, formando um precipitado (Figura 3); iii) o precipitado foi separado por filtração, lavado, seco em estufa a 180°C durante 4 horas e utilizado nas análises de DSC e TGA. Este precipitado (Figura 3) será designado por PETr em resultados e discussão.
A solução contendo o ácido + corante foi armazenada para posteriores estudos (Figura 4).
Figura 2: Amostra de PETpc + ácido trifluoracético
Figura 3: Amostra precipitada com álcool etílico
As etapas citadas anteriormente e as figuras 2, 3 e 4, representam o estudo feito com o PETpc verde. Os estudos com os outros PETpc (azul, laranja e roxo) foram realizados utilizando as mesmas etapas.
Análises das amostras de PET grau garrafa pós-consumo antes e depois da recristalização
Foram realizadas análises das amostras de PET grau garrafa pós-consumo antes e depois de serem submetidas à técnica de recristalização.
As análises térmicas das amostras foram realizadas por termogravimetria (TGA) em equipamento NETZSCH Thermische Analyse, TG 209, em atmosfera de nitrogênio com taxa de aquecimento de 5°C/min, temperatura inicial de 0°C e final de 800°C.
As análises por calorimetria diferencial exploratória (DSC) foram realizadas em equipamento NETZSCH Thermische Analyse, DSC 200, em atmosfera de nitrogênio com taxa de aquecimento de 5°C/min, temperatura inicial de 50°C e final de 350°C. A quantidade de amostra utilizada em cada análise foi de 10mg.
Resultados e Discussão
As amostras de PET grau garrafa pós-consumo antes de serem submetidas à técnica de recristalização serão designadas por PETpc e as amostras obtidas (precipitados) após a técnica serão designadas por PETr.
Análises das amostras de PETpc e das amostras de PETr Análise Termogravimétrica (TGA)
As perdas de massa das amostras de PETpc e das amostras de PETr ocorreram em temperaturas muito próximas (Figura 5 e Tabela 2). Isto indica que as amostras de PETr possuem o mesmo comportamento das amostras de PETpc. Desta forma pode-se observar que os materiais sem cores (precipitados) obtidos após a técnica de recristalização são polímero sem corante.
o 0 200 400 600 800 1000 -20 0 20 40 60 80 100 120 P e rd a d e m a s s a ( % ) Temperatura (ºC) PETpc verde PETr verde PETpc azul PETr azul PETpc laranja PETr laranja PETpc roxo PETr roxo
Figura 5: Análise de TGA para amostras de PETpc e PETr
Tabela 2: Resultados das análises de TGA para PETpc e PETr
1ª Faixa 2ª Faixa (0°C – 400°C) (400°C – 800°C) Amostra T(°C) % T(°C) % PETpc verde - - 433,0 84,35 PETr verde - - 433,2 82,25 PETpc azul - - 431,2 85,05 PETr azul - - 425,7 82,07 PETpc roxo - - 433,6 84,84 PETr roxo - - 430,2 81,26 PETpclaranja 345,6 84,55 - - PETr laranja - - 432,2 81,48
Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)
Os valores de temperatura de fusão (Tm), transição vítrea (Tg) e entalpia de fusão (∆HFusão) das amostras de PETr ficaram muito próximos dos valores obtidos para as amostras de PETpc. Isto indica que os materiais sem cores (precipitados) obtidos após a técnica de recristalização são polímero sem corante (Figura 6 e Tabela 3).
Figura 6: Curvas de DSC para amostras de PETpc e PETr
Tabela 3: Resultados das análises de DSC para amostras de PETpc e PETr
Amostra Tm (°C) Tg (°C) ∆HFusão(J/g) PETpc verde 251,7 233,0 135,7 PETr verde 250,9 228,4 99,32 PETpc azul 253 234,9 74,36 PETr azul 251,4 268,7 50,32 PETpc roxo 251,8 236,3 46,93 PETr roxo 254,3 224,8 56,02 PETpc laranja 252,4 244,7 70,84 PETr laranja 254 240,2 33,83 Conclusões
Através das análises de TGA e DSC foi possível provar que os materiais sem cores obtidos após a técnica de recristalização (PETr) apresentaram características semelhantes aos materiais de partida (PETpc), ou seja, os precipitados formados são polímero sem corante. Isto mostra que a técnica
o Agradecimentos
FAPESP (2007/02641-2), Faculdade de Química da PUC-Campinas e Unicamp
Referências Bibliográficas
1. J. G. Alonso; E. C. Molina; E. C. Muniz; A. F. Rubira; G. M. de Carvalho. Polímeros: Ciência e
Tecnologia. 2005, 15, 27-32.
