Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/39619
Title: Estudo preliminar de processos de reciclagem química de poliamidas
Author: Araújo, Jéssica Sofia Marques
Advisor: Barros Timmons, A.
Melo, Nuno Vasco da Costa Gama Batista de
Keywords: Poliamida
Reciclagem
Despolimerização
HCl
Ácido succínico
Defense Date: 14-Jul-2023
Abstract: As poliamidas (PA) são polímeros cuja utilização numa variedade de aplicações diversificadas, da indústria automóvel ao vestuário, tem vindo a aumentar, o que contribuiu para um aumento da geração de resíduos provenientes destas atividades. Assim, a reciclagem destes resíduos, particularmente a reciclagem química, tem recebido cada vez mais atenção. Neste trabalho, de forma a contribuir para a sustentabilidade ambiental destes polímeros, foi realizado um estudo preliminar da reciclagem química da PA 6, um dos nylons mais utilizados a nível mundial, por duas vias distintas. Numa primeira abordagem, foi efetuada a despolimerização da PA 6 em ácido clorídrico (HCl) a temperaturas entre 80 e 100 °C e tempos de reação entre 1 e 4 horas, que incluiu uma etapa de neutralização da mistura reacional, da qual resultou a formação de uma quantidade significativa de cloreto de sódio (NaCl), posteriormente removido com recurso a t-butanol. Através de análises de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de ressonância magnética (RMN), difração de raio-X e termogravimetria (TG) aos produtos obtidos, detetou-se a presença de oligómeros e, possivelmente, monómero (ácido aminocapróico e/ou caprolactama), em solução, sendo que os melhores resultados em termos de rendimento da despolimerização foram obtidos para a reação realizada a 100 °C, durante 4 horas. Numa segunda abordagem, foi efetuada a reação da PA 6 com ácido succínico (AS) a 200 °C, utilizando proporções de AS/PA entre 2/1 e 1/4 (m/m), de forma a perceber se este método poderia ser aplicado na reciclagem da PA 6, já que este já tinha sido previamente aplicado de forma eficiente na reciclagem de poliuretanos. Os produtos obtidos foram analisados através de FTIR e RMN, tendo-se também determinado o seu teor de amina e índice de acidez. Assim, foi possível propor algumas estruturas químicas possíveis para as espécies presentes nos produtos da reação, sendo que será necessária uma análise mais aprofundada dos mesmos para perceber quais destas serão realmente plausíveis. Para além disso, verificou-se uma diminuição do teor de acidez à medida que a proporção de AS/PA diminuiu, enquanto para o teor de amina não foi possível observar-se uma tendência. Assim, ambos os métodos estudados de forma preliminar se mostraram promissores, apesar de ser ainda necessária investigação complementar e otimização dos mesmos.
Polyamides (PA) are polymers used in a variety of different applications, which range from the automotive to the textile industries, thus its consumption has been increasing and consequently it has contributed to the increase of waste. Thus, the recycling of these wastes, particularly chemical recycling, has been receiving increasing attention. In this work, in aiming at contributing to the environmental sustainability of these polymers, a preliminary study was carried out regarding the chemical recycling of PA 6, one of the most used nylons worldwide, using two methods. In a first approach, the depolymerization of PA 6 in hydrochloric acid (HCl) was carried out at temperatures between 80 and 100 °C for 1 to 4 hours. This approach included a step of neutralization of the reaction mixture that resulted in the formation of a significant amount of sodium chloride (NaCl), subsequently removed using t-butanol. Through Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), magnetic resonance spectroscopy (NMR), X-ray diffraction and thermogravimetry (TG) analysis to characterize the obtained products, the presence of oligomers and, possibly, monomer (aminocaproic acid and/or caprolactam) was detected, in solution, and the best results in terms of depolymerization yield were obtained for the reaction carried out at 100 °C for 4 hours. In a second approach, the reaction of PA 6 with succinic acid (AS) was carried out at 200 °C, using proportions of AS/PA between 2/1 and 1/4 (w/w), to assess if this method could be applied in the recycling of PA 6, since it had previously been efficiently used in the recycling of polyurethanes. The products obtained were analyzed by FTIR and NMR, and their amine content and acid number were also determined. From the results obtained it was possible to propose some possible chemical structures for the species present in the reaction products, but a deeper study of these products will be necessary to understand which of them are really plausible. Furthermore, there was a decrease in the acidity content as the AS/PA ratio decreased, while for the amine content a trend could not be observed. The preliminary results obtained using both methods proved to be promising, although further investigation and optimization is still required.
URI: http://hdl.handle.net/10773/39619
Appears in Collections:UA - Dissertações de mestrado
DQ - Dissertações de mestrado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Documento_Jéssica_Araujo.pdf2.46 MBAdobe PDFembargoedAccess


FacebookTwitterLinkedIn
Formato BibTex MendeleyEndnote Degois 

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.