Estrategia de reciclaje sostenible para poliéster biodegradable poli(succinato de butileno) a través de un proceso de hidrólisis y repolimerización catalítica eficiente y selectiva

Resumen

El reciclaje de plástico de poli(succinato de butileno) (PBS) desechado o degradado se alinea con los principios del desarrollo sostenible. Sin embargo, el reciclaje de PBS sigue siendo poco estudiado, y los sistemas de reciclaje existentes a menudo carecen de respeto al medio ambiente e implican procesos complejos de separación de productos. En este trabajo se presenta un novedoso sistema de reciclaje por hidrólisis-repolimerización de PBS.

En este sistema, la degradación hidrotermal del PBS se llevó a cabo empleando ácido succínico (SA), que es uno de los monómeros constituyentes del PBS como catalizador y agua como disolvente. Al controlar cuidadosamente el tiempo de reacción, se generaron selectivamente diferentes productos de hidrólisis, incluidos oligómeros, monómeros y tetrahidrofurano (THF). En particular, estos productos de hidrólisis, ya sean monómeros u oligómeros, se pueden repolimerizar directamente sin ningún paso de separación, simplemente agregando el catalizador ortotitanato de tetrabutilo (TBT) y el exceso de 1,4-butanodiol (BDO), y el rendimiento del PBS de poliéster regenerado es similar al sintetizado a partir de monómeros disponibles comercialmente. Además, a través de un control meticuloso de las condiciones de reacción, el sistema catalítico permite la hidrólisis selectiva de PBS dentro de mezclas plásticas. Este enfoque innovador ofrece una solución sencilla, rentable, respetuosa con el medio ambiente y sostenible para el reciclaje de plástico PBS.

Conclusión

Este trabajo desarrolla una estrategia de reciclaje sostenible del poliéster biodegradable PBS mediante un proceso de hidrólisis y repolimerización. En este sistema, el agua sirvió como disolvente, y el SA se empleó como catalizador para promover la hidrólisis del PBS. Posteriormente, los productos de la hidrólisis se utilizaron para regenerar el PBS. Durante la etapa de hidrólisis, existen dos opciones. La primera implica la hidrólisis, produciendo monómeros y oligómeros que pueden utilizarse en reacciones de polimerización posteriores.

La segunda opción implica prolongar el tiempo de reacción, lo que conduce a la conversión de BDO en THF. En la etapa de repolimerización, el sistema hidrolizado no necesita un procesamiento separado y puede utilizarse directamente en la reacción de repolimerización. La estructura y las propiedades del PBS regenerado resultante son esencialmente idénticas a las obtenidas a partir de materias primas disponibles en el mercado. Además, este sistema permite separar y reciclar el PBS de las mezclas de plástico y también puede aplicarse para hidrolizar la mezcla de PLA y PBS para crear copoliéster PBSL con propiedades de degradación mejoradas. En conclusión, a falta de investigación sobre el reciclaje de PBS, este trabajo introduce un enfoque sencillo. Introduciendo temas de rentabilidad y respeto con el medio ambiente se reciclan los residuos plásticos de PBS.

Tomado y traducido del respositorio SSRN.