Producción de resina de intercambio iónico por reciclado químico de poliestireno expandido por sulfonación y entrecruzamiento.

Abstract

El objetivo de la presente investigación fue evaluar el proceso de reciclado químico para la producción de resina de intercambio iónico por reciclaje químico de poliestireno expandido por sulfonación y entrecruzamiento, con el fin de obtener una alternativa para los residuos de dicho polímero y promover la aplicación de la economía circular. Para lograrlo, se modificó la estructura del poliestireno a través de una reacción química con ácido sulfúrico y óleum, obteniendo una modificación del polímero que teóricamente se trata de poliestireno sulfonado entrecruzado, el cual se comprobó experimentalmente que es un material con propiedades similares a una resina de intercambio iónico. La reacción se llevó a cabo a diferentes concentraciones de óleum y con diferentes tiempos de reacción, para evaluar las características del producto y obtener los mejores resultados de producción de resina, la cual se enfoca para uso en el proceso de tratamiento de agua en la etapa de suavizado. De esta manera se determinó que las variables que presentaron mejor relación rendimiento/eficacia fue con 30% v/m de óleum y un tiempo de reacción de 2 horas, con lo que se obtuvo un rendimiento de 90.33% m/m y una capacidad de retención de calcio de 85.00% m/v y de retención de magnesio de 85.24% m/v. El producto de la reacción fue analizado por espectroscopía IR en donde se determinó que posee los grupos funcionales teóricamente necesarios para su uso como intercambiador iónico; además, se determinó que el coeficiente de transferencia de masa del producto es de 0.8191 kg/m2s. Las propiedades presentadas por el poliestireno sulfonado entrecruzado concuerdan con las propiedades de una resina de intercambio iónico comercial, por lo cual se determinó que el reciclado químico de poliestireno puede realizarse con la metodología presentada en este trabajo y es una alternativa para dicho material. (A)