Evaluación de polioles obtenidos a partir de la depolimerización de PET para la formulación de espumas rígidas de poliuretano

En este trabajo se evalúa el proceso de reciclaje químico del tereftalato de polietileno (PET) por medio de la depolimerización por glicólisis con dietilenglicol (DEG) asistido por microondas a escala de laboratorio con el fin de ser usados en la industria de poliuretano. Como primera etapa se reali...

Full description

Autores:
Hernández Chinchilla, Josué
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio:
Universidad Nacional de Colombia
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unal.edu.co:unal/86460
Acceso en línea:
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/86460
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Palabra clave:
660 - Ingeniería química::661 - Tecnología de químicos industriales
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Como primera etapa se realizó el estudio de diferentes catalizadores para el proceso entre los cuales el acetato de zinc tiene los mejores resultados llegando a una concentración de 1,2% en peso del sistema de reacción. En la segunda etapa se produjeron polioles poliéster usando el acetato de zinc como catalizador y variando la relación de peso entre PET y DEG. Se llegaron a cuatro relaciones diferentes 1:2, 1:1, 1,2;1 y 1,6:1 en peso entre PET:DEG con los siguientes promedios de número de hidroxilo: 952 , 495, 484, 387 mg KOH/g respectivamente; con la relación 1:1 en peso entre el PET:DEG se hizo el análisis de curvas de calentamiento para observar el comportamiento el avance de reacción junto al análisis de datos de la prueba de termogravimetría (TGA). En la tercera etapa se realizó la formulación y producción de poliuretanos rígidos y poliisocianuratos usando los polioles poliéster producidos. La inclusión de los polioles poliésteres producidos se realizó en distintos porcentajes del poliol formulado. Se evaluaron las propiedades mecánicas de las piezas producidas como la resistencia a la compresión, deformación creep, estabilidad dimensional y factor k (el cual indica que tan eficiente es el producto para el aislamiento térmico la cual es una de las principales aplicaciones del poliuretano rígido) teniendo resultados positivos sobre las propiedades de resistencia a la compresión en una mejora del 9.5% y en el factor k en un 9.8% con respecto a los datos de la pieza de poliuretano de referencia sin poliol poliéster producido. Estos resultados indican que es posible el uso de polioles poliésteres producidos en la formulación de poliuretanos y ayudan a la reducción de costos en la fabricación de poliuretanos. (Texto tomado de la fuente)This work evaluates the process of chemical recycling of polyethylene terephthalate (PET) by means of depolymerization by glycolysis with diethylene glycol (DEG) assisted by microwaves at laboratory scale in order to be used in the polyurethane industry. As a first stage, the study of different catalysts for the process was carried out, among which zinc acetate has the best results reaching a concentration of 1.2% by weight of the reaction system. In the second stage, polyester polyols were produced using zinc acetate as catalyst and varying the weight ratio between PET and DEG. Four different ratios 1:2, 1:1, 1.2;1 and 1.6:1 by weight between PET:DEG were reached with the following hydroxyl number averages: 952 , 495, 484, 387 mg KOH/g respectively; with the 1:1 ratio by weight between PET:DEG, the analysis of heating curves and establishing reaction kinetics was done together with the analysis of thermogravimetry test data (TGA). In the third stage, the formulation and production of rigid polyurethanes and polyisocyanurates using the produced polyester polyols was performed. The inclusion of the polyester polyols produced was carried out in different percentages of the formulated polyol. The mechanical properties of the produced parts were evaluated, such as compressive strength, creep deformation, dimensional stability and k-factor (which indicates how efficient the product is for thermal insulation, one of the main applications of rigid polyurethane), with positive results on the compressive strength properties with an improvement of 9.5% and on the k-factor by 9.8% with respect to the data of the reference polyurethane part without the produced polyester polyol. These results indicate that the use of produced polyester polyols in the formulation of polyurethanes is possible and help to reduce costs in the manufacture of polyurethanes.MaestríaMagíster en Ingeniería - Ingeniería QuímicaPolímeros y Materialesxxi, 120 páginasapplication/pdfspaUniversidad Nacional de ColombiaBogotá - Ingeniería - Maestría en Ingeniería - Ingeniería QuímicaFacultad de IngenieríaBogotá, ColombiaUniversidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá660 - Ingeniería química::661 - Tecnología de químicos industrialesDepolimerizaciónPETglicólisisPolioles poliésterPoliuretanoDepolymerizationPETglycolysisPolyester polyolsPolyurethaneDepolimerizaciónglicólisisDepolymerizationglycolysisEvaluación de polioles obtenidos a partir de la depolimerización de PET para la formulación de espumas rígidas de poliuretanoEvaluation of polyols obtained from PET depolymerization for the formulation of rigid polyurethane foamsTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMAchilias, D. S., Redhwi, H. H., Siddiqui, M. N., Nikolaidis, A. K., Bikiaris, D. N., & Karayannidis, G. P. (2010). Glycolytic depolymerization of PET waste in a microwave reactor. Journal of Applied Polymer Science, 118(5), 3066–3073. https://doi.org/10.1002/app.32737ASTM C518-21. (2021). Standard Test Method for Steady-State Thermal Transmission Properties by Means of the Heat Flow Meter Apparatus 1. https://doi.org/10.1520/C0518-10ASTM D 1621-16. (2023). Standard Test Method for Compressive Properties Of Rigid Cellular Plastics. www.astm.orgASTM D 1622-20. (2020). Standard Test Method for Apparent Density of Rigid Cellular Plastics. https://doi.org/10.1520/D1622-08ASTM D 2126-09. (2015). Standard Test Method for Response of Rigid Cellular Plastics to Thermal and Humid Aging. https://doi.org/10.1520/D2126-09ASTM D635. (2022). Rate of Burning and or Extent and Time of Burning of Plastics in a Horizontal Position.ASTM D4274-16. (2016). 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