Исследование закономерностей гликолиза отходов полиэтилентерефталата и свойств конечного продукта

Переработка накапливающихся отходов ПЭТ (ПЭТ-О) считается экономически эффективной разработкой, становится важной глобальной проблемой и соответствует принципам устойчивого развития. Определены физико-химические свойс тва вторичного полиэтилентерефталата, оценены структура, фазовый состав полимера. Результаты этих исследований позволили заключить, что ПЭТ в процессе переработки, эксплуатации в виде баклажек и хранения существенно не теряет в свойствах. Исключением является значение молекулярной массы, которая снижается до 19900, по-видимому, вследствие гидролитической деструкции. Анализ литературных данных выявил условия проведения гликолиза отходов полиэтилентерефталата. При определенных условиях проведен гликолиз ПЭТ-О, составлен материальный баланс процесса, по результатам которого рассчитаны степень конверсии ПЭТ-О и выход основного продукта гликолиза (88%). Продукт гликолиза фракционирован, определены физико-химические свойства каждой фракции. Показано, что основными про-дуктами гликолиза являются бис(гидроксиэтил)терефталат и его димер. Данное предположение подтверждено ИК- и ПМР-спектроскопическими исследованиями, ДСК анализом и встречным синтезом.

1. Khoonkari M., Haghighi A., Sefi dbakht Y., Shekoohi Kh., and Ghaderian A.. Chemical Recycling of PET Wastes with Different Catalysts // International Journal of Polymer Science. Review Article 2015. Р. 1–11. DOI: 10.1155/2015/124524.

2. El Mejjatti A., Harit1 T., Riahi A., Khiari R., Bouabdallah I., Malek F. Chemical recycling of poly(ethylene terephthalate). Application to the synthesis of multiblock copolyesters // Express Polymer Letters. 2014. Vol. 8(8). Р. 544–553. DOI: 10.3144/expresspolymlett.2014.58.

3. Yuanchao Hu, Yong Wang, Xuzhen Zhang, Jun Qian, Xiquan Xing & Xiuhua Wang. Synthesis of poly(ethylene terephthalate) based on glycolysis of waste PET fi ber // Journal of Macromolecular Science. 2020. Part A. Р. 1–9. DOI: 10.1080/10601325.2019.1709498.

4. Moral A., Irusta R., Martín J M., Martínez L. Depolymerization of PET bottle wastes to produce high-value BHET monomer using ethylene glycol // Chemical engineering transactions. 2007. Vol. 11(6). Р. 479–484.

5. Polyethylene Terephthalate (PET) Market Size, Share & Industry Analysis, By Type (Virgin and Recycled), Application (Rigid Packaging, Film, Sheets & Straps, and Others), and Regional Forecast, 2024-2032. URL: https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/polyethylene-terephthalate-pet-market-101743 (дата обращения: 30.08.2024).

6. Ovalle-Sánchez, A.A., Elizondo-Martínez, P., Pérez-Rodríguez, N.A.,Hernández-Fernández, E., & Sánchez-Anguiano, M.G. Degradation of poly(ethyleneterephtalate) waste to obtain oligomers using a zinc complex as catalyst // Journal of the Chilean Chemical Society. 2018. Vol. 62(4). P. 3741–3745. DOI: 10.4067/s07179707201700040374.

7. Торопцева А. М., Белогородская К. В., Бондаренко В. М. Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений. М.: Химия. 1972. 416 с.

8. Практикум по полимерному материаловедению / Под ред. П.Г. Бабаевского. М.: Химия. 1980. 255 с.

9. Григорьев А.П., Федотова О.Я. Лабораторный практикум по технологии поликонденсационных пластических масс: Учебное пособие. М.: Высшая Школа. 1977. 264 с.

10. Field L.D., Sternhell S., Kalman J.P. England Organic structures from spectra. Angliya: John Sussex&Sons ltd. 2008. 466 р.

11. Инфракрасная спектроскопия полимеров. /Под ред. И. Деханта. ГДР. 1972. /Пер. с нем., под ред. к.х.н. Э. Ф. Олейника. М.: Химия. 1976. 472 с.

12. Казицына Л.А., Куплетская Н.В. Применение УФ-, ИК-, ЯМР- спектроскопии в органической химии. М.: Высшая Школа. 2000. 264 с.

13. Методы исследования полимерных систем. Вшивков С.А., Сафронов А.П., Русинова Е.В. и др. / Екатеринбург: Урал. 2016. 232 с.

14. Керницкий В.И., Микитаев А.К. Краткие основы получения и переработки полиэтилентерефталата (ПЭТ). М.: Изд-во РХТУ. 2012. 208 с.

15. Фомина Н.Н., Ивашенко Ю.Г., Полянский М.М. Изучение структурных особенностей полиэтилентерефталата при вторичной переработке // Фундаментальные исследования. Технические науки. 2017. №2. С. 93–87.

16. Эрназарова С.Ш. Разработка методов модификации полиэтилентерефталата в направлении улучшения показателей качества текстильных нитей: автореф. дис. док. фил. наук (PhD). ТХТИ. 2023.

17. Damayanti, Ho-Shing Wu. Strategic possibility routes of recycled PET (review) // Polymer. 2021. Vol. 13. P. 1475–1512. DOI: 10.3390/polym13091475.

18. Holacheva N., Novakov P. Preparation of oligoester diols by alcoholytic destruction of poly(ethylenterephtalate) // Polymer. 1995. Vol. 36(4). P. 867–874.

19. Qun Feng Yue, Hua Guang Yang, Mi Lin Zhang, and Xue Feng Bai. Metal-Containing Ionic Liquids: Highly Eff ective Catalysts for Degradation of Poly(Ethylene Terephthalate) // Advances in Materials Science and Engineering. 2014. P. 1–6. doi: 10.1155/2014/454756.

20. Жураев А.Б. Создание новых полимеров на основе продуктов алкоголиза вторичного полиэтилентерефталата: автореф. дис. док. тех. наук. ТХТИ, 2017.

21. Francis Pardal, Gilles Tersac. Comparative reactivity of glycols in PET glicolisis // Polymer degradation and stability. 2006. Vol. 91. P. 2567–2578. DOI: 10.1016/J.POLYMDEGRADSTAB.2006.05.016.

22. Петров А.А., Репина Л.П., Айзенштейн Э.М. Кинетика образования линейных олигомеров при гликолизе полиэтилентерефталата // Хим. Волокно. 1984. №5. С. 8–10.

23. Петров А.А., Айзенштейн Э.М., Великанов Н.Н. Факторы, влияющие на скорость гликолиза твердых отходов полиэтилентерефталата // Хим. Волокно. 1977. №6. С. 56–57.

24. Francis Pardal, Gilles Tersac. Kinetic of poly(ethylenterephthalate) glycolysis by diethylene glycol. I. Evolution of liquid fnd solid phases // Polymer degradation and stability. 2006. Vol. 91. P. 2840– 2847. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2006.09.009.

25. Абдувохидов И.К., Жураев А.Б., Алимухамедов М.Г., Магрупов Ф.А. Влияние условий проведения алкоголиза вторичного полиэтилентерефталата на выход бисгидроксиэтилтерефталата // Химия и химическая технология. 2019. №4. С. 54–57.

26. Abduvokhidov I.K., Juraev A.B., Alimukhamedov M.G., Magrupov F.A., Adilov R.I. Investigation of the conditions for the formation of primary fi ber forming polyethylene terephthalate from its waste // Harvard Educational and Scientifi c Review. 2022. Vol. 3. Issue 3. Р. 83–94. DOI: https://journals.company/index.php/hesr/issue/view/32.

27. Abduvokhidov I.K., Juraev A.B., Alimukhamedov M.G., Adilov R.I. Research of the product obtained as a result of the depolymerization of secondary polyethyleneterefthalate with ethyleneglycol // Scientifi c and Technical Journal of Namangan Instituti of Engineering and Technology. Namangan. 2022. Vol. 7. Issue 4. Р. 164–176.

28. Абдувохидов И.К. Cинтез бис-(2-гидроксиэтилен)-терефталата на основе вторичного полиэтилентерефталата и изучение условий получения первичного полиэтилентерефталата на его основе: автореф. дис. …док. фил. наук (PhD). ТХТИ, 2024.

29. Абдувохидов И.К., Джураев А.Б., Алимухамедов М.Г., Адилов Р.И., Турабов Б.А. Влияние параметров алкоголиза вторичного политилентерефталата на выход бисгидроксиэтилентерефталата // Universum: технические науки: научный журнал. М.: 2022. №1(94). Часть 2. С. 76–79. https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12912.