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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Romão, Wanderson
Título: Metodologia para Detectar a Presença do PET Reciclado em Embalagens PET para Alimentos
Ano: 2009
Orientador: Prof. Dr. Marco-Aurelio De Paoli
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Poli(tereftalato de etileno), Degradação de polímeros, Reciclagem, MALDI-TOF
Resumo: Atualmente, o Brasil apresenta um dos maiores índices mundiais de reciclagem mecânica do poli (tereftalato de etileno), PET. O sucesso desse termoplástico na indústria de reciclagem deve-se à sua ampla diversidade de aplicações. As embalagens recicladas grau alimentício podem ser misturadas com a resina virgem e reprocessadas. Três metodologias foram estudadas para detectar a presença do PET pós-consumo graugarrafa (PETpc-btg) em PET virgem grau-garrafa (PETv-btg): calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectrometria de massas (MALDI-TOF MS) e Fluorescência de raios-X (XRF). Amostras de PETv-btg de três fabricantes foram analisadas: Braskem, Rhodia e Eastman. Amostras de PETpc-btg submetidas ao processo super-clean® também foram analisadas. Elas apresentam a mesma [h] do PETv-btg e foram fornecidas pela empresa Bahia PET. Amostras de PETv-btg Braskem e PETpc-btg foram misturadas e processadas em nosso laboratório em diversas proporções através de um misturador interno acoplado ao reômetro de torque. Os resultados de DSC mostram que a Tm, Tc, DCp e a cinética de cristalização são as principais propriedades térmicas que servem para diferenciar entre PETv-btg e PETpc-btg. Utilizando a técnica de MALDI-TOF MS aliado ao PCA (Análise Componentes Principais), foi possível distinguir as amostras em vários grupos. Esses grupos eram separados em função de alterações químicas como: variações na viscosidade intrínseca ([h] 0,80 e [h] = 0,65-60); submetidas e não submetidas a algum processo industrial; wt % de PETpc-btg em PETv-btg Braskem; e variação no processo de síntese do polímero (fabricante). A partir desses resultados foi possível construir um modelo de calibração, onde ele consegue distinguir entre uma amostra de PETv-btg e uma amostra de PETpc-btg. As medidas de XRF mostraram que alguns fabricantes utilizam mais de um catalisador para o processo de síntese do PETv-btg. A Braskem utiliza manganês e antimônio. Portanto, o modelo de previsão funciona para prever a wt % PETpc nas misturas que foram utilizadas na construção dele, como é o caso das resinas de PETv-btg Braskem e PETpc-btg. Observamos também, através das medidas de XRF, que o teor de Ferro presente no PET aumenta em função do processo de reciclagem. Esta variável poderá ser utilizada para a construção de um modelo quimiométrico abrangendo uma maior quantidade de variáveis.
Abstract: Recently, Brazil recorded mechanical recycling of the poly (ethylene terepththalate), PET, the highest in the world, corresponding to about 53 wt %. This success in the recycling industry is due to the wide range of its applications, from textiles to packaging for the food industry. The recycled food-grade packaging could be mixed with virgin resin and reprocessing. Three methodologies were used to detect the presence of the bottle-grade post-consumption PET (PETpc-btg) in the bottle-grade virgin PET (PETv-btg): differential scanning calorimetry (DSC), x-ray fluorescence and matrix assisted laser desorption ionisation time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS). PETv-btg samples were supplied by the manufacturers (Braskem, Rhodia and Eastman). Samples from a superclean ® process (Bahia PET Reciclagem) were also analysed. All samples had the same intrinsic viscosity values, [h]. Braskem PETv-btg and PETpc-btg samples were blended and processed in different proportions in our laboratory using a HAAKE mixer system. DSC results show that cristallization kinetics, heat capacity (DCp), melting and crystallization temperature are the principal thermal properties that can be used to distinguish between PETv-btg and PETpc-btg. MALDI-TOF MS results together with PCA (principal component analysis) was used to classify the samples into several groups: intrinsic viscosity changes ([h] 0,80 e [h] = 0,65-60); processed and not submitted to some industrial process; wt % PETpc-btg in the PETv-btg Braskem; synthesis process change (manufacturer). From these results, it was possible to creat a calibration model, that differentiated between PETv-btg and PETpc-btg resins. However, we were not able to forecast the percentage of PETpc-btg in the PETv-btg. A model can be made from processed samples where its Mw could be corrected for solid state polymerization or the super-clean® process. XRF results show that some manufacturers use one or more catalysts for PETv-btg synthesis. The Braskem resin is made using manganese and antimony catalysts. Therefore, the prediction model is valid only when the origin of the studied mixture is known, such as PETv-btg/PETpc-btg processed blends. For other resins, the prediction model does not work. The Braskem resin had characteristics distintct from the others. We observed also that the Fe concentration in PET increase in as a function of the recycling process. Therefore, this variable could be used, in the future work, to create chemometric models incluing a higher number of variables.
Arquivo (Texto Completo): 000446344.pdf ( tamanho: 3,31MB )

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