Comparación de solventes para el reciclaje de residuos de poliestireno expandido por el método de disolución - precipitación

Abstract

Con el objetivo de comparar el uso de solventes para la dilución de residuos de poliestireno expandido como alternativa de reciclaje de acuerdo con el método de disolución-precipitación para minimizar el impacto ambiental se evaluaron 3 proporciones en peso de SOLVENTE: EPS las cuales fueron 1:1, 2:1 y 10:3 para los 3 solventes que fueron Xileno, Acetona y Aceite esencial de eucalipto. El método utilizado fue el método de disolución-precipitación el cual consiste en diluir una sustancia para reducir la concentración de sustancias disueltas, luego la precipitación con una sustancia insoluble y finalmente la filtración de la mezcla para la obtención del analito. Las condiciones utilizadas fueron de una presión de 0.98 atm y una temperatura ambiente de 23.5 °C. Con estos resultados y elaborando una matriz donde los criterios fueron el tiempo de dilución, porcentaje de volátiles en muestra final y temperatura de transición vítrea, se obtuvo que la proporción más eficiente para los 3 solventes analizados fue de 10:3. Los tiempos promedios obtenidos para la proporción 10:3 fueron, para el Xileno de 21 segundos, para la acetona 7 segundos y para el aceite esencial de eucalipto fue de 4 minutos con 22 segundos. Se identificaron los grupos funcionales de las muestras tratadas por espectrometría IR, en donde se observan los picos característicos del poliestireno expandido sin cambios lo que indica que no hubo deterioro de polímero luego del tratamiento con solventes. Para los espectros de las muestras tratadas con Xileno y Aceite esencial de eucalipto se observan grupos funcionales característicos de los solventes lo que indica que hay presencia de los solventes luego del secado, mientras que para la Acetona no hay presencia de picos característicos en las muestras finales por lo que el método de secado bajo el sol fue efectivo debido a su bajo punto de ebullición. Finalmente se realizó un cuadro comparativo entre los solventes para determinar ventajas y desventajas entre ellos. Los aspectos comparados fueron la proporción más eficiente, el tiempo de dilución promedio de dicha proporción, costo del solvente en Q/L, origen del solvente, punto de ebullición, ventajas y desventajas en experimentación

With the objective of comparing the use of solvents for dissolving expanded polystyrene (EPS) waste as a recycling alternative using the dissolution-precipitation method to minimize environmental impact, three solvent-to-EPS weight ratios were evaluated: 1:1, 2:1, and 10:3. The three solvents investigated were xylene, acetone, and eucalyptus essential oil.

The recycling process was based on the dissolution-precipitation method, which involves dissolving the polymer in an appropriate solvent, precipitating it using a non-solvent, and subsequently filtering the resulting mixture to recover the polymer. The experiments were conducted under ambient conditions at a pressure of 0.98 atm and a temperature of 23.5°C. Based on the experimental results, a decision matrix was developed using dissolution time, volatile content in the final sample, and glass transition temperature as evaluation criteria. The analysis showed that the 10:3 solvent-to-EPS ratio was the most efficient for all three solvents. The average dissolution times for this ratio were 21 seconds for xylene, 7 seconds for acetone, and 4 minutes and 22 seconds for eucalyptus essential oil.

The functional groups of the treated samples were characterized by infrared (IR) spectroscopy. The characteristic absorption bands of expanded polystyrene remained unchanged after treatment, indicating that no polymer degradation occurred during the recycling process. However, the IR spectra of the samples treated with xylene and eucalyptus essential oil exhibited characteristic absorption bands corresponding to the respective solvents, indicating that solvent residues remained after the drying process. In contrast, no characteristic acetone peaks were detected in the final samples, demonstrating that sun drying was effective in removing acetone due to its relatively low boiling point.

Finally, a comparative analysis of the three solvents was conducted to identify their respective advantages and disadvantages. The comparison considered the most efficient solvent-to-EPS ratio, average dissolution time, solvent cost (GTQ/L), solvent origin, boiling point, and the advantages and disadvantages observed during the experimental evaluation.