Degradación catalítica de LDPE sobre zeolitas Ni-ZSM-11 y Co-ZSM-5.

LILIANA B. PIERELLA, SOLEDAD RENZINI.

Buenos Aires- Argentina.

Congreso; XXII Interamerican Congress of Chemical Engineering. V Congreso Argentino de Ingeniería Química.; 2006

Los plásticos, al contrario del papel, son no degradables o muy difícilmente degradables por acción del tiempo o de los microorganismos. Se estima que alrededor del 60% de los restos que se encuentran en las costas son materiales plásticos. Por tal motivo, se han desarrollado en la actualidad nuevas técnicas que permiten reciclar químicamente no sólo al polietileno de baja densidad (LDPE) sino a la mayoría de los materiales poliméricos. De esta manera se pueden recuperar los componentes naturales para volverlos a utilizar como materias primas y así optimizar aún más los recursos naturales. El empleo de catalizadores para la transformación de polímeros hace posible alcanzar mayor selectividad hacia ciertos productos, reduciendo la temperatura del proceso al rango de 350-550°C. Los catalizadores más utilizados para la descomposición termo-catalítica de los materiales plásticos son sólidos ácidos como zeolitas, sílica alúmina amorfas y materiales mesoporosos MCM-41. En este trabajo se informan resultados de la degradación catalítica de polietileno de baja densidad (LDPE) a mezclas de hidrocarburos sobre zeolita ZSM-11 modificada con la incorporación de Ni2+ (técnica de impregnación por vía húmeda) y zeolita ZSM-5 modificada con la incorporación de Co2+ (técnica de intercambio iónico). La relación LDPE/catalizador utilizada fue de 0.5. El material Ni-ZSM-11 exhibió mayor rendimiento a hidrocarburos líquidos (>34,31 %p/p). Se utilizó un reactor de un paso que operó en un intervalo de temperaturas entre 400-500°C y presión atmosférica. Se observó conversión prácticamente completa de LDPE en el intervalo de temperaturas estudiado. Parámetros como cristalinidad, naturaleza de la estructura y estabilidad del material catalítico sintetizado y modificado luego de la incorporación de cationes fueron confirmados por XRD, FTIR y área superficial BET. Por FTIR de piridina adsorbida a temperatura ambiente y desorbida a diferentes temperaturas, se observaron en la zona de ~1600-1660cm-1 señales distintivas en los catalizadores analizados. El reactante (LDPE) fue caracterizado por XRD, FTIR y TG-DSC. Los productos de reacción se separaron en una fracción líquida y una gaseosa a través de trampas conectadas en serie. Los productos de reacción se analizaron  por cromatografía en fase gaseosa y detector FID, empleando un Cromatógrafo Gow Mac, con una columna Porapak Q de 2.3 m de longitud para los productos gaseosos y un Cromatógrafo HP 5890 provisto de una columna capilar de Methyl Silicona de 30 m de longitud para los productos líquidos. También se procedió a analizar los productos de reacción por CG-Masas, con una columna capilar HP-5. Se ha desarrollado un sistema catalítico competitivo para el proceso de degradación de LDPE hacia hidrocarburos gaseosos y líquidos.