plasticnewsПластические массыPlasticheskie massy0554-2901PLASTMASSY Publishing House (Moscow)10.35164/0554-2901-2022-3-4-46-49plasticnews-742Research ArticleПЕРЕРАБОТКАRECYCLINGИсследование способов получения ненасыщенных полиэфирных смол на основе вторичного полиэтилентерефталатаStudy of methods for obtaining unsaturated polyester resins based on recycled polyethylene terephthalateКиршановК. А.KIRSHANOVK. A.

 Москва 

 Moscow 

kirill_kirshanov@mail.ruТомсР. В.TOMSR. V.

 Москва 

 Moscow 

ГервальдА. Ю.GERVALDA. YU.

 Москва 

 Moscow 

МИРЭА – Российский технологический университетРоссияMIREA – Russian Technological UniversityRussian Federation20222405202203-44649Copyright © Киршанов К.А., Томс Р.В., Гервальд А.Ю., 20222022Киршанов К.А., Томс Р.В., Гервальд А.Ю.KIRSHANOV K.A., TOMS R.V., GERVALD A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plastics-news.ru/jour/article/view/742

В работе получены ненасыщенные полиэфирные смолы на основе продуктов химического рециклинга вторичного полиэтилентерефталата различными агентами. Изучены основные характеристики полученных ненасыщенныхполиэфирных смол. В сравнении с другими показаны преимущества процесса, основанного на одновременном гликолизе и межцепном обмене полиэтилентерефталата и олигоэтиленфталата с гидроксильными концевыми группами, а именно: возможность получения полиэфирных смол с высокой молекулярной массой (Mw) 3100 г/моль и меньшее влияние побочных реакций и реакций деструкции.

In this work, methods for obtaining unsaturated polyester resins based on the products of chemical recycling of post-consumer polyethylene terephthalate with various agents are compared. A process based on simultaneous glycolysis and interchain exchange of polyethylene terephthalate and oligoethylene phthalate with hydroxyl end groups has been proposed. The advantages of this process are shown, including rapid obtaining polyester resins of high molecular weight and the lesser influence of side reactions and degradation reactions. The unsaturated resin with a weight average molecular weight of 3100 g/mol was obtained.

полиэтилентерефталатПЭТПЭТФхимический рециклинггликолизсложные олигоэфирыненасыщенные полиэфирные смолыpolyethylene terephthalatePETchemical recyclingglycolysisoligoestersunsaturated polyester resinsReferencesКиршанов К.А., Гервальд А.Ю., Томс Р.В. Получение сложных олигоэфиров направленной гликолитической деструкцией отходов полиэтилентерефталата. Пластические массы, 2020, №11-12, с. 51-53. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2020-11-12-51-53.Киршанов К.А., Гервальд А.Ю., Томс Р.В. Получение сложных олигоэфиров направленной гликолитической деструкцией отходов полиэтилентерефталата. Пластические массы, 2020, №11-12, с. 51-53. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2020-11-12-51-53.Киршанов К.А., Томс Р.В. Исследование гликолиза полиэтилентерефталата смесью бис(2-гидроксиэтил) терефталата и его олигомеров. Пластические массы, 2021, №3-4, с. 50-52. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-3-4-50-52.Киршанов К.А., Томс Р.В. Исследование гликолиза полиэтилентерефталата смесью бис(2-гидроксиэтил) терефталата и его олигомеров. Пластические массы, 2021, №3-4, с. 50-52. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-3-4-50-52.Kirshanov, K., Toms, R., Melnikov, P., Gervald, A. Investigation of Polyester Tire Cord Glycolysis Accompanied by Rubber Crumb Devulcanization. Polymers 2022, 14, 684. https://doi.org/10.3390/polym14040684Kirshanov, K., Toms, R., Melnikov, P., Gervald, A. Investigation of Polyester Tire Cord Glycolysis Accompanied by Rubber Crumb Devulcanization. Polymers 2022, 14, 684. https://doi.org/10.3390/polym14040684Приказ Министерства промышленности и торговли РФ, Министерства энергетики РФ от 8 апреля 2014 года N 651/172 «Об утверждении Стратегии развития химического и нефтехимического комплекса на период до 2030 года» (с изменениями на 14 января 2016 года) [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru. Дата обращения: 15.01.2022.Приказ Министерства промышленности и торговли РФ, Министерства энергетики РФ от 8 апреля 2014 года N 651/172 «Об утверждении Стратегии развития химического и нефтехимического комплекса на период до 2030 года» (с изменениями на 14 января 2016 года) [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru. Дата обращения: 15.01.2022.Damayanti, Wu, H.-S. Strategic Possibility Routes of Recycled PET. Polymers 2021, 13, 1475. https://doi.org/10.3390/polym13091475.Damayanti, Wu, H.-S. Strategic Possibility Routes of Recycled PET. Polymers 2021, 13, 1475. https://doi.org/10.3390/polym13091475.Shojaei, B., Abtahi, M., Najafi, M. Chemical recycling of PET: A stepping-stone toward sustainability. Polym. Adv. Technol. 2020, 31, 2912–2938. https://doi.org/10.1002/pat.50232912.Shojaei, B., Abtahi, M., Najafi, M. Chemical recycling of PET: A stepping-stone toward sustainability. Polym. Adv. Technol. 2020, 31, 2912–2938. https://doi.org/10.1002/pat.50232912.Barnard, E.; Jonathan, J.; Arias, R.; Thielemans W. Chemolytic depolymerisation of PET: a review. Green Chem. 2021, 23, 3765–3789. https://doi.org/10.1039/d1gc00887k.Barnard, E.; Jonathan, J.; Arias, R.; Thielemans W. Chemolytic depolymerisation of PET: a review. Green Chem. 2021, 23, 3765–3789. https://doi.org/10.1039/d1gc00887k.El Mejjatti A., Harit T., Riahi A., Khiari R., Bouabdallah I., Malek F. Chemical recycling of poly(ethylene terephthalate). Application to the synthesis of multiblock copolyesters. EXPRESS Polym. Lett. 2014, 8(8), 544553. https://doi.org/10.3144/expresspolymlett.2014.58El Mejjatti A., Harit T., Riahi A., Khiari R., Bouabdallah I., Malek F. Chemical recycling of poly(ethylene terephthalate). Application to the synthesis of multiblock copolyesters. EXPRESS Polym. Lett. 2014, 8(8), 544553. https://doi.org/10.3144/expresspolymlett.2014.58Colomines, G.; Robin, J.-J.; Tersac, G. Study of the glycolysis of PET by oligoesters. Polymer 2005, 46(10), 3230-3247. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2005.02.047.Colomines, G.; Robin, J.-J.; Tersac, G. Study of the glycolysis of PET by oligoesters. Polymer 2005, 46(10), 3230-3247. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2005.02.047.Colomines, G.; Rivas, F.; Lacoste, M.-L.; Robin, J.-J. Study of Polyurethane Formulations Containing Diols Obtained via Glycolysis of Poly(ethylene terephthalate) (PET) by Oligoesters Diols through a Reactive Extrusion Process. Macromol. Mater. Eng. 2005, 290(7), 710–720. https://doi.org/10.1002/mame.200400391.Colomines, G.; Rivas, F.; Lacoste, M.-L.; Robin, J.-J. Study of Polyurethane Formulations Containing Diols Obtained via Glycolysis of Poly(ethylene terephthalate) (PET) by Oligoesters Diols through a Reactive Extrusion Process. Macromol. Mater. Eng. 2005, 290(7), 710–720. https://doi.org/10.1002/mame.200400391.Корольчук А.А., Жаворонок Е.С., Легонькова О.А., Кедик С.А. Влияние смесей полиэтиленгликолей в качестве мазевой основы на физико-химические свойства лавсановых атравматичных раневых повязок. Тонкие химические технологии, 2019, 14(5), с. 71-78. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-5-71-78.Корольчук А.А., Жаворонок Е.С., Легонькова О.А., Кедик С.А. Влияние смесей полиэтиленгликолей в качестве мазевой основы на физико-химические свойства лавсановых атравматичных раневых повязок. Тонкие химические технологии, 2019, 14(5), с. 71-78. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-5-71-78.Киршанов К.А., Гервальд А.Ю., Томс Р.В. Вопросы депротеинизации натурального латекса. Каучук и Резина 2020, 79(6), с. 310-316. https://doi.org/10.47664/0022-9466-2020-79-6-310-316.Киршанов К.А., Гервальд А.Ю., Томс Р.В. Вопросы депротеинизации натурального латекса. Каучук и Резина 2020, 79(6), с. 310-316. https://doi.org/10.47664/0022-9466-2020-79-6-310-316.Киршанов К.А., Гервальд А.Ю. Эластомерные композиции в составе раневых повязок. Каучук и Резина, 2021, 80(3), 150-154. https://doi.org/10.47664/0022-9466-2021-80-3-150-154.Киршанов К.А., Гервальд А.Ю. Эластомерные композиции в составе раневых повязок. Каучук и Резина, 2021, 80(3), 150-154. https://doi.org/10.47664/0022-9466-2021-80-3-150-154.Turner S.R. Development of amorphous copolyesters based on 1,4-cyclohexanedimethanol. J. Polym. Sci. A. Polym. Chem. 2004, 42, 5847–5852. https://doi.org/10.1002/pola.20460.Turner S.R. Development of amorphous copolyesters based on 1,4-cyclohexanedimethanol. J. Polym. Sci. A. Polym. Chem. 2004, 42, 5847–5852. https://doi.org/10.1002/pola.20460.Nagahata R., Sugiyama J., Velmathi S., Nakao Y., Goto M., Takeuchi K. Synthesis of poly(ethylene terephthalate-co-isophthalate) by copolymerization of ethylene isophthalate cyclic dimer and bis(2-hydroxyethyl) terephthalate. Polym. J. 2004, 36(6), 483-488. https://doi.org/10.1295/polymj.36.483.Nagahata R., Sugiyama J., Velmathi S., Nakao Y., Goto M., Takeuchi K. Synthesis of poly(ethylene terephthalate-co-isophthalate) by copolymerization of ethylene isophthalate cyclic dimer and bis(2-hydroxyethyl) terephthalate. Polym. J. 2004, 36(6), 483-488. https://doi.org/10.1295/polymj.36.483.Terzopoulou Z., Papadopoulos L., Zamboulis A., Papageorgiou D.G., Papageorgiou, G.Z.; Bikiaris, D.N. Tuning the properties of furandicarboxylic acid-based polyesters with copolymerization: a review. Polymers 2020, 12(6), 1209. https://doi.org/10.3390/polym-12061209.Terzopoulou Z., Papadopoulos L., Zamboulis A., Papageorgiou D.G., Papageorgiou, G.Z.; Bikiaris, D.N. Tuning the properties of furandicarboxylic acid-based polyesters with copolymerization: a review. Polymers 2020, 12(6), 1209. https://doi.org/10.3390/polym-12061209.Joon H.K., Sang Y.L., Jun H.P., Won S.LY., Seok K.N. Kinetics of polycondensation and copolycondensation of bis(3-hydroxypropyl terephthalate) and bis(2-hydroxyethyl terephthalate). J. Appl. Polym. Sci. 2000, 77(3), 693-698. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(20000718)77:33.0.CO;2-Q.Joon H.K., Sang Y.L., Jun H.P., Won S.LY., Seok K.N. Kinetics of polycondensation and copolycondensation of bis(3-hydroxypropyl terephthalate) and bis(2-hydroxyethyl terephthalate). J. Appl. Polym. Sci. 2000, 77(3), 693-698. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(20000718)77:33.0.CO;2-Q.Lewis C.L., Spruiell J.E. Crystallization of 2-methyl-1,3-propanediol substituted poly(ethylene terephthalate). I. Thermal behavior and isothermal crystallization. J. Appl. Polym. Sci. 2006, 100(4), 2592-2603. https://doi.org/10.1002/app.22786.Lewis C.L., Spruiell J.E. Crystallization of 2-methyl-1,3-propanediol substituted poly(ethylene terephthalate). I. Thermal behavior and isothermal crystallization. J. Appl. Polym. Sci. 2006, 100(4), 2592-2603. https://doi.org/10.1002/app.22786.Descamps N., Fernandez F., Heijboer P., Saint-Loup R., Jacquel N. Isothermal crystallization kinetics of poly(ethylene terephthalate) copolymerized with various amounts of isosorbide. Appl. Sci. 2020, 10(3), 1046. https://doi.org/10.3390/app10031046.Descamps N., Fernandez F., Heijboer P., Saint-Loup R., Jacquel N. Isothermal crystallization kinetics of poly(ethylene terephthalate) copolymerized with various amounts of isosorbide. Appl. Sci. 2020, 10(3), 1046. https://doi.org/10.3390/app10031046.Lee B., Lee J.W., Lee S.W., Yoon J., Ree M. Synthesis and non-isothermal crystallization behavior of poly(ethylene phthalate-co-terephthalate)s. Polym. Eng. Sci. 2004, 44(9), 1682-1691. https://doi.org/10.1002/pen.20168.Lee B., Lee J.W., Lee S.W., Yoon J., Ree M. Synthesis and non-isothermal crystallization behavior of poly(ethylene phthalate-co-terephthalate)s. Polym. Eng. Sci. 2004, 44(9), 1682-1691. https://doi.org/10.1002/pen.20168.Connor D.M., Allen S.D., Collard D.M., Liotta C.L., Schiraldi D.A. Effect of comonomers on the rate of crystallization of pet: u-turn comonomers. J. Appl. Polym. Sci. 2001, 81(7), 1675–1682. https://doi.org/10.1002/app.1599.Connor D.M., Allen S.D., Collard D.M., Liotta C.L., Schiraldi D.A. Effect of comonomers on the rate of crystallization of pet: u-turn comonomers. J. Appl. Polym. Sci. 2001, 81(7), 1675–1682. https://doi.org/10.1002/app.1599.Chaeichian S., Pourmahdian S., Afshar Taromi F. Synthesis of unsaturated polyester resins from PET wastes: effect of a novel co-catalytic system on glycolysis and polyesterification reactions. Des. Monomers Polym. 2008, 11(2), 187–199. https://doi.org/10.1163/156855508X298080.Chaeichian S., Pourmahdian S., Afshar Taromi F. Synthesis of unsaturated polyester resins from PET wastes: effect of a novel co-catalytic system on glycolysis and polyesterification reactions. Des. Monomers Polym. 2008, 11(2), 187–199. https://doi.org/10.1163/156855508X298080.Duque-Ingunza I., López-Fonseca R., de Rivas, B., GutiérrezOrtiz J.I. Synthesis of unsaturated polyester resin from glycolysed postconsumer PET wastes. J. Mater. Cycles Waste 2013, 15(3), 256–263. https://doi.org/10.1007/s10163-013-0117-x.Duque-Ingunza I., López-Fonseca R., de Rivas, B., GutiérrezOrtiz J.I. Synthesis of unsaturated polyester resin from glycolysed postconsumer PET wastes. J. Mater. Cycles Waste 2013, 15(3), 256–263. https://doi.org/10.1007/s10163-013-0117-x.Аликин М.Б., Панфилов Д.А., Лавров Н.А., Дворко И.М. Получение ненасыщенных полиэфирных смол и материалов на их основе с использованием вторичного полиэтилентерефталата. Пластические массы, 2019, №9-10, с. 20-22. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2019-9-10-20-22.Аликин М.Б., Панфилов Д.А., Лавров Н.А., Дворко И.М. Получение ненасыщенных полиэфирных смол и материалов на их основе с использованием вторичного полиэтилентерефталата. Пластические массы, 2019, №9-10, с. 20-22. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2019-9-10-20-22.Pączkowski P., Puszka A., Gawdzik B. Green Composites Based on Unsaturated Polyester Resin from Recycled Poly(Ethylene Terephthalate) with Wood Flour as Filler-Synthesis, Characterization and Aging Effect. Polymers 2020, 12, 2966. https://doi.org/10.3390/polym12122966.Pączkowski P., Puszka A., Gawdzik B. Green Composites Based on Unsaturated Polyester Resin from Recycled Poly(Ethylene Terephthalate) with Wood Flour as Filler-Synthesis, Characterization and Aging Effect. Polymers 2020, 12, 2966. https://doi.org/10.3390/polym12122966.Ziyu, C.; Hay, J.N.; Jenkins, M.J. FTIR spectroscopic analysis of poly(ethylene terephthalate) on crystallization. Eur. Polym. J. 2012, 48, 1586-1610. http://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2012.06.006.Ziyu, C.; Hay, J.N.; Jenkins, M.J. FTIR spectroscopic analysis of poly(ethylene terephthalate) on crystallization. Eur. Polym. J. 2012, 48, 1586-1610. http://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2012.06.006.Scheirs J., Long T.E. Modern Polyesters: Chemistry and Technology of Polyesters and Copolyesters. London: John Wiley & Sons, Ltd; 2003. 750 p. https://doi.org/10.1002/0470090685.Scheirs J., Long T.E. Modern Polyesters: Chemistry and Technology of Polyesters and Copolyesters. London: John Wiley & Sons, Ltd; 2003. 750 p. https://doi.org/10.1002/0470090685.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.