Termodegradação de PEAD utilizando a zeólita ZSM-5 hierarquizada

Resumo

Resumo-Abstract

Atualmente, o descarte inapropriado de resíduos plásticos tem nocivo impacto crescente no mundo. Espera-se que, até 2050, cerca de 12 milhões de toneladas de plástico contribuam cada vez mais para a poluição da biosfera (1). Dentre os tipos de plástico que são aterrados e/ou descartados como resíduo sólido urbano (RSU), o polietileno de alta densidade (PEAD), um termoplástico do tipo polietileno (PE), vem se destacando como RSU devido à sua baixa degradação no meio ambiente. Diante disso, uma das estratégias empregadas para reciclá-lo é a termodegradação catalítica (2,3). Diversos tipos de catalisadores, principalmente do tipo zeólita, como a ZSM-5 hierarquizada (hZSM-5), vêm sendo utilizados em processos de degradação do PE, devido às suas inerentes propriedades catalíticas e físico-químicas (3-5). Nesta lógica, o presente trabalho visa avaliar a atividade catalítica da ZSM-5 e ZSM-5 hierarquizada (hZSM-5) na termodegradação do PEAD, por análises térmicas. A síntese da ZSM-5 se deu na proporção estequiométrica: 10,6 TPABr : 14,3 Na₂O : 2,0 Al₂O₃ : 100 SiO₂ : 2000 H₂O, conforme a literatura (4), e também hierarquizada por aquecimento em micro-ondas por tratamento alcalino para avaliar a redução as restrições difusionais. Ambas as zeólitas foram submetidas a processos térmicos de calcinação e troca iônica para alcance da forma ácida das zeólitas. As zeólitas sintetizadas foram caracterizadas por Difração de Raios – X (DRX), e a termodegradação catalítica do PEAD ocorreu em uma termobalança TG/DSC. A partir dos difratogramas de raios-X, ambas as zeólitas apresentaram cinco picos característicos que dizem respeito à estrutura cristalina da zeólita tipo MFI, além de serem semelhantes ao padrão proposto pela literatura (3,6). A termodegradação do PEAD com as zeólitas foi analisada através do comportamento das perdas de massas e variações de temperaturas de degradação. Nas curvas (TG/DTG) foi possível observar um evento de perda de massa do PEAD puro e com a ZSM-5, além de dois eventos com a hZSM-5. As temperaturas máximas de termodegradação das amostras citadas foram de 475,1°C, 404,9°C e 351,5 °C, respectivamente, sendo possível observar a diminuição gradativa dessas temperaturas. Portanto, pode-se concluir que a atividade catalítica da zeólita (hZSM-5) mostrou-se promissora na termodegradação do polímero PEAD. E o aumento da acessibilidade de difusão no espaço intracristalino do catalisador promoveu condições menos severas para a reciclagem química do polímero, possibilitando maior valor agregado para os plásticos presentes no resíduo sólido urbano.