rifiuti plastici RICICLO CHIMICO riciclo terziario

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Liliana Salvatore
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1 RICICL TERZIARI: recupero come materie prime secondarie rifiuti plastici combustione viene preservato il massimo valore sfruttabile contenuto nel rifiuto plastico, ma spesso ha numerosi fattori limitanti RICICL CHIMIC riciclo terziario metodo molto efficiente ma sfrutta solo in parte il grande potenziale dei rifiuti plastici sfuttamento di reazioni chimiche controllate per la trasformazione dei rifiuti plastici in prodotti chimici utili a nuove preparazioni depolimerizzazione unzipping a monomeri, degradazione a stadi in prodotti a bassi molecolari, chain extension per l innalzamento del peso molecolare, pirolisi per formazione di una miscela complessa di solidi, liquidi e gas, miscelazione reattiva e formazione in situ di copolimeri a blocchi o aggraffati, biodegradazione. DEFINIZINE: il riciclo chimico può essere definito come la produzione di prodotti chimici di valore da rifiuti polimerici attraverso processi economicamente vantaggiosi (G.C.Tesoro Plastic Disposal and Recycling 1988) DEPLIMERIZZAZINE poliesteri, PA, PU, PC: processo facilmente controllabile che avviene in determinate condizioni di P e T in presenza di opportuni catalizzatori, fornendo prodotti ben precisi polimeri stirenici, acrilati: processo di grande interesse che richiede maggiore attenzione per la determinazione delle condizioni operative; se il processo di trasferimento del sito attivo è più rapido della depolimerizzazione si ottiene una miscela complessa di prodotti resine termoindurenti: processo più difficile poiché le catene reticolate resistono all attacco chimico; pirolisi come alternativa INNALZAMENT DEL PES MLECLARE processo molto meno sfruttato che richiede il controllo di reazioni che avvengono in estrusori o mescolatori sui polimeri allo stato fuso. Interesse economico e pratico per upgrading del

dei rifiuti plastici in prodotti chimici utili a nuove preparazioni depolimerizzazione unzipping a monomeri, degradazione a stadi in prodotti a bassi molecolari, chain extension per l innalzamento

2 VANTAGGI: necessità di una cernita meno efficiente dei materiali di partenza rispetto al riciclo meccanico si può usare talvolta per rifiuti plastici misti quando si ottengono monomeri purificati, essi possono essere utilizzati direttamente per la produzione di materiale vergine, anche per applicazioni mediche o alimentari facile reintroduzione di prodotti chimici nel processo produttivo senza problemi di saturazione del mercato l attacco chimico può essere applicato quasi in tutti i casi, anche per alcune resine termoindurenti il riciclo chimico preserva più valore rispetto alla combustione quando i prodotti ottenuti possono essere utilizzati tal quali, il processo risulta economicamente molto vantaggioso SVANTAGGI: rispetto al riciclo meccanico, vengono persi i valori intrinseci del rifiuto polimerico associati alla sua natura macromolecolare quando si applicano condizioni severe (acidi, basi, alta P ), gli impianti devono essere costruiti appositamente ed hanno solitamente alti costi il trattamento ed il recupero di acqua, solventi e reagenti e l eliminazione dei residui sottoprodotti possono essere molto onerosi necessità di impianti chimici grandi, per ridurre i costi operativi, e di alimentazione continua monomeri e oligomeri utili possono essere ottenuti solo per un numero limitato di polimeri in rese elevate PLIESTERI reagisce con diversi nucleofili: acqua alcoli glicoli.. rese elevate * CH 2 CH 2 n *

problemi di saturazione del mercato l attacco chimico può essere applicato quasi in tutti i casi, anche per alcune resine termoindurenti il riciclo chimico preserva più valore rispetto alla

3 a) IDRLISI diversi processi idrolitici proposti ed applicati per il recupero di TA ed EG dal PRCESS REC (1994) soluzione NaH conc. idrolisi 150 C, lieve vuoto EG il processo va bene: qualsiasi sia il colore del di partenza anche in presenza di altri polimeri (es. 10%PVC) anche in presenza di contaminanti (carta, colla ) distill. sodio tereftalato TA diluizione stoccaggio purificazione recupero 100% prodotto uguale al vergine commerciale precipitazione per acidificazione con H 2 S 4, filtrazione, seccaggio PRCESS RENEW è sufficiente il catalizzatore di transesterificazione residuo presente nel lavaggio float-sink infragilimento vapori di EG (50 min) idrolisi con H C, alcune ore macinatura <20µm eliminazione contaminanti (carta) rottura per schiacciamento delle scaglie vagliatura <700µm idrolisi catalizzata da TA prodotto, che viene lavato via con acqua bollente per rimuovere acidi solubili e quindi esterificato con EG (recuperato per distillazione) in presenza di carboni attivi, poi eliminati per filtrazione miscela di oligomeri polimerizzazione convenzionale a

sodio tereftalato TA diluizione stoccaggio purificazione recupero 100% prodotto uguale al vergine commerciale precipitazione per acidificazione con H 2 S 4, filtrazione, seccaggio PRCESS RENEW è

4 b) ALCLISI si usa metanolo al posto dell acqua DMT ed EG prodotti alte temperature sotto pressione aggiunta cat. transesterificazione o quantità cat. di NaH talvolta si pretratta con vapori di EG 1 stadio 2 stadio 3 stadio MeH exc C 3-4 MPa 7-13 min miscela oligomeri C 3-4 MPa H 3 C Patm cooling CH 3 DMT DMT >99% c) GLICLISI i prodotti ottenuti dipendono dal glicole usato e dal rapporto /glicole!!! pressione atmosferica temperatura C aggiunta cat. transesterificazione per ridurre tempo di reazione cat Zn acetato EG BHET >90% polimerizzazione per bassi rapporti molari EG/: sintesi di UP filtrazione per eliminazione contaminanti miscela di oligomeri DIRETT 2 reattore di polimerizzazione del combinandosi con la miscela vergine di oligomeri in uscita dal 1 reattore processo economico ma R prodotto non va bene per usi alimentari! H C H 2 C H 2 C C H H2 H2 bis-idrossietil tereftalato

190-210 C 3-4 MPa 7-13 min miscela oligomeri 180-200 C 3-4 MPa H 3 C Patm cooling CH 3 DMT DMT >99% c) GLICLISI i prodotti ottenuti dipendono dal glicole usato e dal rapporto /glicole!

5 PIRLISI: il riciclo chimico di polimeri con ottenimento di miscele complesse di prodotti

6 Un approccio alternativo: CHEMICAL UPGRADING DEL utilizzo di chain extenders: esteri fenolici, dianidridi cicliche, diisocianati, bis-epossidi, bis-oxazoline, polycarbodiimidi, bis-acil lattami + + X 1 X Y Y X 2 X X 1 XY YX X 2

cicliche, diisocianati, bis-epossidi, bis-oxazoline,

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