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OBTENÇÂO DE ÁCIDO TEREFTÁLICO A PARTIR DA RECICLAGEM E REUTILIZAÇÃO

DE GARRAFAS PETEdmilson Clarindo de Siqueira1, Bogdan Doboszewski2

________________1. Iniciação científica, Departamento de Química, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 52171-900 Recife, PE. E-mail: edmilsonclarindo@yahoo.com.br2. Orientador, Departamento de Química, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 52171-900 Recife, PE

Introdução

Os polímeros são materiais orgânicos presentes em praticamente qualquer aspecto da vida cotidiana. Alguns deles, como: polietileno, polipropileno, poliestireno, os nylons, poli-(parafenil tereftalamida) ou kevlar ou ainda o poli-(etileno tereftalato) ou PET, podem ser mencionados como uma pequena amostra dos mais comuns.

Em termos ambientais o grande problema com os polímeros é a resistência deles frente à degradação microbiana. Porém, alguns polímeros como o PET, que é um poliéster (Figura 1), podem ser degradados por vias química.

Para realização de um dos projetos precisamos do ácido 1,4-benzenodicarboxílico, também chamado de ácido tereftálico (1) que, junto com o glicol etileno, écomponente do PET.

O objetivo deste trabalho foi obter o ácido 1,4-benzenodicarboxílico (tereftálico) a partir da reciclagem e reutilização de garrafas de refrigerantes tipo PET.

Material e métodos

A. Materiais

Garrafas de refrigerantes cortadas em pedaços de aproximadamente 1x5 mm;

Solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH)a 40%;

Placa de aquecimento; Um béquer de 1000 ml (1L); Um bastão de vidro.

B. Método

Foram coletadas quatro garrafas de PET nas imediações do Departamento de Química, as quais foram submetidas ao corte em pedaços pequenos. Todavia, foi necessário usar os menores fragmentos possíveis, haja vista que a reação ocorre na superfície do polímero, isto é, ela é heterogênea, e torna-se muito lenta em caso do uso dos fragmentos maiores.

40g do PET cortados foram colocados em um béquer de 1L e em seguida adicionou-se 200 ml da solução de NaOH a 40%. Posteriormente, aqueceu-se a mistura,

usando uma placa aquecedora, onde a mistura foimantida em ebulição durante 4 horas. Em intervalos de tempos regulares (30 minutos) a mistura heterogenia foi agitada com o auxilio do bastão de vidro. A esse mesmo intervalo de tempo foi adicionado volumes pequenos de água à mistura para manter o volume constante, compensando a evaporação. Logo, o produto branco começou a precipitar. O aquecimento foi continuado depois com todo PET já reagido, para garantir a hidrólise completa dos fragmentos poliméricos pequenos. Depois de total de 6h, resfriou-se a mistura em banho de gelo, e em seguida adicionou-se de HCl concentrado para neutralizar todo o NaOH presente, e para converter o tereftálico dissódico em ácido livre. Filtração, lavagem com água e secagem forneceu 40g de composto bruto (1), que não se fundiu a 300ºC de acordo com a literatura [1,2].

Infelizmente, seguindo o texto em Organic Syntesis, não existe o solvente para cristalizar quantidades elevadas de ácido tereftálico [2]. O produto bruto será usado para as transformações posteriores.

Resultados

Usando o polímero PET foi realizada a hidrólise básica deste poliester para obter ácido tereftálico. Qualquer éster pode ser sujeito à hidrólise ácida ou básica no meio aquoso para liberar os seus componentes, isto é, o ácido e o álcool. Em caso de PET, os produtos de hidrólise é o ácido 1,4-benzenodicarboxílico chamado de tereftálico, e o 1,2-etanodiol (glicol), sendo o primeiro um composto altamente insolúvel em meio aquoso. Este fato permite a separação fácil dos dois componentes, pois o glicol é perfeitamente solúvel em água.

A hidrólise ocorre na interface, e para garantir o tempo razoável do processo é preciso usar os fragmentos menores possíveis. Caso contrário a hidrólise é muito lenta. O mecanismo do processo é

iniciado pelo ataque nucleofílico do íon -OH do grupo

da carbonila, conforme Esquema 1.

Discussão

O processo apresentado aqui pode ser usado como nova experiência prática durante as aulas ministradas no Departamento de Química.

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Outro aspecto deste processo é mostrar a possibilidade de reciclagem e reutilização do polímero PET e chama a atenção para os problemas de contaminação de meio ambiente com os produtos industrializados.

Agradecimentos

Ao Departamento de Química da Universidade Federal Rural de Pernambuco

Referências

[1] FURUISS, B. S.; HANNAFORD, A. J.; SMITH, P. W. G.; TATCHELL, A. R. Vogel Textbook of Practical Orgânic chemistry John Wiley e Sons, New York, 1991.

[2] KOELSCH, C. F.; AUEN, C. F. H.; VANAUEN, J. Org. Synth.Coll. Vol. 3, p. 791, 1955.

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CO2H

CO2H

OC

O

COCH2CH2OC

O O

COCH2CH2

O

(1)

Figura 1. O poli-(etileno tereftalato) ou PET e o ácido tereftálico (1).

OH2CH2COC

O

COCH2CH2O

O

OH2CH2COC

O

C

O

Na OH

OH

OCH2CH2O

OH2CH2COC

O

C

O

OH OCH2CH2O+

Na

OH2CH2COC

O

CO Na

O

HOCH2CH2O+

Repetição no outrogrupo carbonila

Na OC

O

CO Na

O

H(1)

Esquema 1. Mecanismo da reação de hidrólise básica para obtenção do ácido tereftálico (1).

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