Revalorización de desechos de PET mediante la síntesis de resinas poliéster insaturado y su aplicación en compuestos poliméricos

Autores/as

  • Karla Ivone Luis-Tienda Facultad de Ciencias Químicas, Unidad Saltillo, UAdeC Autor/a
  • Aidé Sáenz-Galindo Facultad de Ciencias Químicas, Unidad Saltillo, UAdeC Autor/a
  • Adalí O. Castañeda-Facio Facultad de Ciencias Químicas, Unidad Saltillo, UAdeC Autor/a
  • Heriberto Rodríguez-Tobías Centro de Investigación en Química Aplicada image/svg+xml Autor/a

Palabras clave:

polietilenteraftalato, reciclaje químico, resinas poliéster insaturado, materiales compuestos, aplicaciones

Resumen

El polietilen-teraftalato es un polímero con gran producción a nivel mundial, cuya producción anual supera los 30 millones de toneladas, lo que presenta grandes desafíos ambientales debido a su alta demanda de producción y contaminación con el medio ambiente.

El PET es susceptible a diversas estrategias de reciclaje, de las cuales el reciclaje terciario, especialmente la glicólisis, ha ganado relevancia debido a su bajo costo y capacidad para generar sub-productos que son usados en resinas poliéster, las cuales son una alternativa altamente sustentable y de mayor valor agregado comparadas con productos obtenidos del reciclaje primario o secundario del PET. En este artículo se presenta de manera general la producción de resinas poliéster a partir de PET, así como el uso de éstas para la generación de compuestos poliméricos, sus principales aplicaciones, tendencias y oportunidades de inves-tigación y desarrollo de este tipo de materiales.

Referencias

Abdel Bary, E., Farag, R., A., R., Abdel-monem, R., Abo-Shanab, Z., & M. Saleh, A. (2019). Colloidal stability and dynamic mechanical properties of asphalt modified with unsaturated polyester prepared from waste polyethylene terephthalate. Egyptian Journal of Chemistry. https://doi.org/10.21608/ejc hem.2019.7451.1601

Abdelaal, M. Y., Sobahi, T. R., & Makki, M. S. I. (2011). Chemical transformation of pet waste through glycolysis. Construction and Building Materials, 25(8): 3267–3271. https://doi.org/10.1016/ j. conb uildmat.2011.03.013

Abdel‐Azim, A. A. (1996). Unsaturated polyester resins from poly (ethylene terephthalate) waste for polymer concrete. Polymer Engineering & Science, 36(24): 2973–2977. https://doi.org/10.1002/pen.10699

Abdel‐Azim, A. A., & Attia, I. A. (1995). Making polymer concrete and polymer mortar using synthesized unsaturated polyester resins from poly(ethylene terephthalate) waste. Polymers for Advanced Technologies, 6(11): 688–692. https://doi.org/10.1002/pat.1995.220061102

Ansari, F., Skrifvars, M., & Berglund, L. A. (2015). Nanostructured biocomposites based on unsaturated polyester resin and a cellulose nanofiber network. Composites Science And Technology, 117: 298- 306. https://doi.org/10.1016/j.com psci tech.2015.07.004

Aslan, S., Immirzi, B., Laurienzo, P., Malinconico, M., Martuscelli, E., Volpe, M. G., Pelino, M., & Savini, L. (1997). Unsaturated polyester resins from glycolysed waste polyethyleneterepht-halate: Synthesis and comparison of properties and performance with virgin resin. Journal of Materials Science, 32(9): 2329–2336. https://doi.org/10.10 23/A:101858 4519173

Babaei, M., Jalilian, M., & Shahbaz, K. (2024). Chemical recycling of Polyethylene terephthalate: A mini-review. Journal of Environmental Chemical Engineering, 12(3): 112507. https://doi.org/10.1016/j.jece.2024.112507

Carta, D., Cao, G., & D’Angeli, C. (2003). Chemical recycling of poly(ethylene terephthalate) (pet) by hydrolysis and glycolysis. Environmental Science and Pollution Research, 10(6): 390–394. https://doi.org/10.1065/espr2001.12.104.8

Chaeichian, S., Pourmahdian, S., & Afshar Taromi, F. (2008). Synthesis of Unsaturated Polyester Resins from PET Wastes: Effect of a Novel Co-catalytic System on Glycolysis and Polyesterification Reactions. Designed Monomers and Polymers, 11(2): 187–199. https://doi.org/10.1163/156855 508X298080

Chen, J., Dul, S., Lehner, S., Jovic, M., Gaan, S., Heuberger, M., Hufenus, R., & Gooneie, A. (2024). Mechanical recycling of PET containing mixtures of phosphorus flame retardants. Journal of Materials Science & Technology, 194: 167–179. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2024.01 .035

Conroy, S., & Zhang, X. (2024). Theoretical insights into chemical recycling of polyethylene terephthalate (PET). Polymer Degradation and Stability, 223: 110729. https://doi.org /10.1016/j.polymdegradstab.2024.110729

Duque-Ingunza, I., López-Fonseca, R., De Rivas, B., & Gutiérrez-Ortiz, J. I. (2013). Synthesis of unsaturated polyester resin from glycolysed postconsumer PET wastes. Journal of Material Cycles and Waste Management, 15(3): 256–263. https://doi.org/10.1007/s10163-013-0117-x

East, A. J. (2002). Polyesters, Thermoplastic. In H. F. Mark (Ed.), Encyclopedia of Polymer Science and Technology (3rd ed.). Wiley. https://doi.org/10.1002/0471440264.pst2 63

Gao, Y., Romero, P., Zhang, H., Huang, M., & Lai, F. (2019). Unsaturated polyester resin concrete: A review. Construction and Building Materials, 228: 116709. https://doi.org/10 .1016/j.conbuildmat.2019.116709

Ghosal, K., & Nayak, C. (2022). Recent advances in chemical recycling of polyethylene terephthalate waste into value added products for sustainable coating solutions – hope vs. Hype. Materials Advances, 3(4): 1974–1992. https://doi.org/10.10 39/D1 MA01112J

Hu, Y., Wang, Y., Zhang, X., Qian, J., Xing, X., & Wang, X. (2020). Synthesis of poly (ethylene terephthalate) based on glycolysis of waste PET fiber. Journal of Macromolecular Science, Part A, 57(6): 430–438. https://doi.org/10.1080/10601325.2 019.17094 98

Kaliappan, N., Govindarajan, V., Anil Kumar, T. C., Vishnu Kumar, R., Muthukumaran, S., Ahamed, M., Mahadik, M. A., & Markos, M. (2022). Investigation of Mechanical and Physical Behaviours of Polyester Resin Matrix from Recycled Polyethylene Terephthalate with Bamboo Fibre. Advances in Materials Science and Engineering, 2022: 1–8. https://doi.org/10.1155/2022/4233302

Kasmi, N., Bäckström, E., & Hakkarainen, M. (2023). Open-loop recycling of post-consumer PET to closed-loop chemically recyclable high-performance polyimines. Resources, Conservation and Recycling, 193: 106974. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2023.106974

Katoch, S., Sharma, V., Kumar, V., & Kundu, P. P. (2009). Synthesis of Unsaturated Polyester from Glycolyzed PET Waste and Characterization. Journal of Polymer Engineering, 29(4). https://doi.org/10.1515/POLYENG.2009.29.4.199

Kirshanov, K., Toms, R., Melnikov, P., & Gervald, A. (2022). Unsaturated Polyester Resin Nanocomposites Based on Post-Consumer Polyethylene Terephthalate. Polymers, 14(8): 1602. https://doi.org/10.3390/polym14081602

Kovačević, T., Brzić, S., Kalagasidis Krušić, M., Nešić, J., Radović, L., Dojčinović, M., & Rusmirović, J. (2021). Reuse potential of functionalized thermoplastic waste as reinforcement for thermoset polymers: Mechanical properties and erosion resistance. Journal of Composite Materials, 55(28): 4207–4220. https://doi.org/10.1177/00219983211037045

Lechuga-Islas, V. D., Sánchez-Cerrillo, D. M., Stumpf, S., Guerrero-Santos, R., Schubert, U. S., & Guerrero-Sánchez, C. (2023). Thermo-responsive polymer catalysts for polyester recycling processes: Switching from homogeneous catalysis to heterogeneous separations. Polymer Chemistry, 14(16): 1893–1904. https://doi.org/10.1039/D2PY01520J

Lei, D., Sun, X.-L., Hu, S., Cheng, H., Chen, Q., Qian, Q., Xiao, Q., Cao, C., Xiao, L., & Huang, B. (2022). Rapid Glycolysis of Waste Polyethylene Terephthalate Fibers via a Stepwise Feeding Process. Industrial & Engineering Chemistry Research, 61(14): 4794–4802. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c0 5022

Lozano-Escárcega, R. J., Sánchez-Anguiano, M. G., Serrano, T., Chen, J. Y., & Gómez, I. (2019). Synthesis of unsaturated polyester resin from waste cellulose and polyethylene terephthalate. Polymer Bulletin, 76(8): 4157–4188. https://doi.org/10.1007/s00289-018-2576-7

Malik, M., Choudhary, V., & Varma, I. K. (2000). Current Status of Unsaturated Polyester Resins. Journal of Macromolecular Science, Part C: Polymer Reviews, 40(2–3): 139–165. https://doi.org/10.1081/MC-100100582

Marín, D., Gañán, P., Tercjak, A., Castro, C., & Builes, D. H. (2021). Phase distribution changes of neat unsaturated polyester resin and their effects on both thermal stability and dynamic‐mechanical properties. Journal of Applied Polymer Science, 138(44): 51308. https://doi.org/10.1002/app.51308

Mendiburu-Valor, E., Mondragon, G., González, N., Kortaberria, G., Martin, L., Eceiza, A., & Peña-Rodriguez, C. (2022). Valorization of urban and marine PET waste by optimized chemical recycling. Resources, Conservation and Recycling, 184: 106413. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2022.10 6413

Muringayil Joseph, T., Azat, S., Ahmadi, Z., Moini Jazani, O., Esmaeili, A., Kianfar, E., Haponiuk, J., & Thomas, S. (2024). Polyethylene terephthalate (PET) recycling: A review. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 9: 100673. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2024.100673

Nath, D., Das, D., Chattopadhyay, S., Mahish, S. S., & Datta, M. (2024). Using polyethylene terephthalate bottle waste as a viable precursor for the synthesis of unsaturated polyester resin in fabrication of jute fibre reinforced composites. Polymers and Polymer Composites, 32. https://doi.org/ 10.1177/09673911241233171

Nava, H. (2015). Polyesters, Unsaturated. In John Wiley & Sons Inc (Ed.), Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (pp. 1–24). John Wiley & Sons, Inc. https://doi.org/10.1002 /0471238961.1615122519051212.a01.pub3

Ouyang, S., Xie, Y., Fu, W., Ding, Y., & Shen, L. (2021). Preparation of autoxidative water-reducible alkyd resins from waste polyethylene terephthalate. Royal Society Open Science, 8(6). https://doi.org/10.1098/rsos.202375

Öztürk, Y., & Güçlü, G. (2005). Unsaturated Polyester Resins Obtained from Glycolysis Products of Waste PET. Polymer-Plastics Technology and Engineering, 43(5): 1539–1552. https://doi.org/10.1081/PPT-200030272

Pączkowski, P., Puszka, A., & Gawdzik, B. (2020). Green Composites Based on Unsaturated Polyester Resin from Recycled Poly(Ethylene Terephthalate) with Wood Flour as Filler—Synthesis, Characterization and Aging Effect. Polymers, 12(12), 2966. https://doi.org/10.3390/polym12122966

Pączkowski, P., & Głogowska, K. (2024). Preparation and Characterization of Quartz-Reinforced Hybrid Composites Based on Unsaturated Polyester Resin from Post-Consumer PET Recyclate. Materials, 17(5). https://doi.org/10.3390/ma 17051116

Pimpan, V., Sirisook, R., & Chuayjuljit, S. (2003). Synthesis of unsaturated polyester resin from postconsumer PET bottles: Effect of type of glycol on characteristics of unsaturated polyester resin. Journal of Applied Polymer Science, 88(3): 788–792. https://doi.org/10.1002/app.11567

Plastics Europe (2023). Plastics—The fast facts 2023. Plastics Europe. https://plasticseurope.org/es/wp-content/uploads/sites/4 /2023/10/Plastics-the-fast-Facts-2023.pdf

Potiyaraj, P., Klubdee, K., & Limpiti, T. (2007). Physical properties of unsaturated polyester resin from glycolyzed pet fabrics. Journal of Applied Polymer Science, 104(4): 2536–2541. https://doi.org/10.1002/app.25923

Raheem, A. B., Noor, Z. Z., Hassan, A., Abd Hamid, M. K., Samsudin, S. A., & Sabeen, A. H. (2019). Current developments in chemical recycling of post-consumer polyethylene terephthalate wastes for new materials production: A review. Journal of Cleaner Production, 225: 1052–1064. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.04.019

Rebeiz, K. S. (1996a). Precast use of polymer concrete using unsaturated polyester resin based on recycled PET waste. Construction and Building Materials, 10(3): 215–220. https://doi.org/10.1016/0950-0618(95)00088-7

Rebeiz, K. S. (1996b). Strength and durability properties of polyester concrete using pet and fly ash wastes. Advanced Performance Materials, 3(2): 205–214. https://doi.org/10.1007/BF001 36746

Rebeiz, K. S., Fowler, D. W., & Paul, D. R. (1991). Recycling Plastics in Polymer Concrete Systems for Engineering Applications. Polymer-Plastics Technology and Engineering, 30(8): 809–825. https://doi.org/10.1080/03602559108021008

Rebeiz, K. S., Rosett, J. W., & Craft, A. P. (1996). Strength Properties of Polyester Mortar Using PET and Fly Ash Wastes. Journal of Energy Engineering, 122(1): 10–20. https://doi.org/10.106 1/(AS CE)0733-9402(1996)122:1(10)

Rubeš, D., Vinklárek, J., Podzimek, Š., & Honzíček, J. (2024). Bio-based unsaturated polyester resin from post-consumer PET. RSC Advances, 14(12): 8536–8547. https://doi.org/10.1039 /D3RA08500G

Rusmirović, J. D., Radoman, T., Džunuzović, E. S., Džunuzović, J. V., Markovski, J., Spasojević, P., & Marinković, A. D. (2017). Effect of the modified silica Nanofiller on the Mechanical Properties of Unsaturated Polyester Resins Based on Recycled Polyethylene Terephthalate. Polymer Composites, 38(3): 538–554. https://doi.org/10.1002/pc.23613

Sheel, A., & Pant, D. (2019). Chemical Depolymerization of PET Bottles via Glycolysis. In Recycling of Polyethylene Terephthalate Bottles (pp. 61–84). Elsevier. https://doi.org/ 10.10 16/B978-0-12-811361-5.00004-3

Suh, D. J., Park, O. O., & Yoon, K. H. (2000). The properties of unsaturated polyester based on the glycolyzed poly (ethylene terephthalate) with various glycol compositions. Polymer, 41(2): 461–466. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(99 )00168-8

Tasnim, S., Shaikh, F. U. A., & Sarker, P. K. (2021). Mechanical properties and microstructure of lightweight polymer composites containing mono and hybrid fillers sourced from recycled solid wastes. Construction and Building Materials, 277: 122369. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021 .122369

Tawfik, M. E., & Eskander, S. B. (2006). Polymer Concrete from Marble Wastes and Recycled Poly (ethylene terephthalate). Journal of Elastomers & Plastics, 38(1): 65–79. https://doi.org/10.1177/0095244306055569

Thomas, S., & Chirayi, C. J. (2023). Applications of Unsaturated Polyester Resins. Elsevier. https://doi.org/10.1016/C2021-0-01852-6

Thomsen, T. B., Almdal, K., & Meyer, A. S. (2023). Significance of poly(ethylene terephthalate) (PET) substrate crystallinity on enzymatic degradation. New Biotechnology, 78: 162–172. https://doi.org/10.1016/j.nbt.2023.11.001

Tonet, K. G., & Gorninski, J. P. (2013). Polymer concrete with recycled PET: The influence of the addition of industrial waste on flammability. Construction and Building Materials, 40: 378–389. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.09. 049

Vaidya, U. R., & Nadkarni, V. M. (1987a). Unsaturated polyester resins from poly (ethylene terephthalate) waste. 1. Synthesis and characterization. Industrial & Engineering Chemistry Research, 26(2): 194–198. https://doi.org/10.1021/ie00062 a003

Vaidya, U. R., & Nadkarni, V. M. (1987b). Unsaturated polyesters from PET waste: Kinetics of polycondensation. Journal of Applied Polymer Science, 34(1): 235–245. https://doi.org /10.1002/app.1987.070340120

Vaidya, U. R., & Nadkarni, V. M. (1988). Unsaturated polyester resins from poly (ethylene terephthalate) waste. 2. Mechanical and dynamic mechanical properties. Industrial & Engineering Chemistry Research, 27(11): 2056–2060. https://doi.org/1 0.1021/ie00083a016

Wilson García, N. A., Almaral Sánchez, J. L., Vargas Ortiz, R. Á., Hurtado Macías, A., Flores Ramírez, N., Aguilar Palazuelos, E., Flores Valenzuela, J., Castro Beltrán, A., & Alvarado Beltrán, C. G. (2021). Physical and mechanical properties of unsaturated polyester resin matrix from recycled PET (based PG) with corn straw fiber. Journal of Applied Polymer Science, 138(44): 51305. https://doi.org/10.1002/app.51305

Xin, J., Zhang, Q., Huang, J., Huang, R., Jaffery, Q. Z., Yan, D., Zhou, Q., Xu, J., & Lu, X. (2021). Progress in the catalytic glycolysis of polyethylene terephthalate. Journal of Environmental Management, 296: 113267. https://doi.org /10.1016/j.jenvman.2021.113267

Zahedi, A. R., Rafizadeh, M., & Ghafarian, S. R. (2009). Unsaturated polyester resin via chemical recycling of off‐grade poly (ethylene terephthalate). Polymer International, 58(9): 1084–1091. https://doi.org/10.1002/pi.2637

Zahova, S., Tsacheva, I., Troev, K., & Mitova, V. (2023). Conventional and MW assisted PET glycolysis promoted by titanium based catalyst. Polymer Degradation and Stability, 212: 110353. https://doi.org/10.1016/j.polymdegrads tab.2023.110353

Zhang, L., Liu, L., Yue, Q., & Zhu, C. (2014). From Aminolysis Product of Pet Waste to Value-Added Products of Polymer and Assistants. Polymers and Polymer Composites, 22(1):13–16. https://doi.org/10. 1177/096739111402200102.

Figura 4. Publicaciones relacionadas con la síntesis de RPI derivadas de PET (Fuente: scopus, términos: polyethylene terephthalate, PET, unsaturated polyester).

Los trabajos de investigación han servido para establecer un proceso general de producción de RPI derivadas de PET que consta básicamente de cuatro etapas, descritas y esquematizadas en la Figura 5.

1) Despolimerización del PET: se agrega el o los glicoles, se calienta a altas temperaturas (180-235°C) posteriormente se añaden los desechos de PET y que sea despolimerizado (degradado) mediante reacciones de trans-esterificación, formando así BHET u oligómeros (Öztürk y Güçlü, 2005; Duque-Ingunza y col., 2013 & Rubeš y col., 2024).

2) Purificación: los subproductos de la degradación del PET se purifican para separar los glicoles remanentes, los oligó-meros y el BHET, el cual sirve como intermediario para las etapas posteriores de la síntesis de RPI. A escala industrial, la etapa de purificación no es deseada, por lo que es crucial obtener una alta conversión de PET a BHET, mientras que los glicoles remanentes se reutilizan para la polimerización posterior (Öztürk y Güçlü, 2005; Duque-Ingunza y col., 2013 & Rubeš y col., 2024).

3) Síntesis de RPI mediante policondesación: los subproductos de la despolimerización del PET se hacen reaccionar con glicoles, diácidos o anhídridos saturados e insaturados a altas temperaturas (180-220°C), generando así el poliéster con dobles enlaces carbono-carbono a lo largo de su cadena principal (Öztürk y Güçlü, 2005; Duque-Ingunza y col., 2013 & Rubeš y col., 2024).

4) Formulación final: la RPI obtenida se enfría (50-100°C) y se disuelve en un monómero o mezcla de monómeros con dobles enlaces carbono-carbono, típicamente estireno, metacrilato de metilo o vinil tolueno. Estos monómeros contienen inhibidores para evitar una polimerización prematura, finalmente, se añaden a la mezcla aceleradores y aditivos (Öztürk y Güçlü, 2005; Duque-Ingunza y col., 2013; Rubeš y col., 2024).

Figura 5. Esquema de las etapas para la síntesis de resinas poliéster insaturado (RPI) derivadas de desechos de PET (*típicamente se usa anhídrido maleico para la etapa de la síntesis de RPI y ** se disuelve en estireno).

Aunado a lo anterior, la investigación relacionada con RPI derivadas de PET ha generado conocimiento referente a la influencia del tipo y proporción de glicoles, catalizadores, características físicas del PET y temperatura a la cual se realiza la glicólisis sobre el rendimiento de la degradación. Asimismo, las RPI derivadas de PET han sido com-paradas con resinas convencionales en cuanto a propiedades en líquido (viscosidad y curado) y desempeño como material termofijo, cuyas principales conclusiones se abordan en párrafos subsecuentes (Duque-Ingunza y col., 2013).

De tal manera que hasta la fecha se ha establecido que la degradación de PET se ve favorecida cuando la relación en peso de PET/glicol es baja, aproximadamente 35/65, esto debido a que se incrementa la probabilidad de reacciones de trans-esterificación. Asimismo, se concluyó que las temperaturas de degradación de PET comúnmente se encuentran entre 180 y 235°C y, como es de esperarse, la velocidad de degradación se incrementa conforme se incrementa la temperatura. Con el afán de reducir los tiempos de degradación, se recurre al uso de catalizadores, comúnmente basados en sales inorgánicas o compuestos órgano-metálicos. Aunque más recientemente se ha investigado en catalizadores del tipo heterogéneo, debido a que se pueden reusar (Vaidya y Nadkarni, 1987a y 1987b; Vaidya y Nadkarni, 1988; Abdel-Azim y Attia, 1995; Abdel-Azim, 1996; Aslan y col., 1997; Chaeichian y col., 2008; Zahedi y col., 2009; Duque-Ingunza y col., 2013; Lechugas-Islas y col., 2023).

En lo referente al efecto de las características del PET sobre la degradación vía glicólisis, se ha demostrado que las botellas de PET son preferentemente usadas debido a que poseen una menor cristalinidad, lo que favorece la migración de los glicoles hacia las cadenas de PET y, consecuentemente, mayor degradación. Sin embargo, la desventaja de usar fibras de PET puede ser soslayada por la alimentación por etapas, lo que asegura una mayor relación glicol/PET (Lei y col., 2022). El tamaño de partícula obtenido luego de triturar los desechos de PET, también tiene efecto en su degradación, a mayor tamaño de partícula, la degradación es menor, ya que hay menor área superficial disponible para interactuar con los glicoles, provocando así menos reacciones de trans-esterificación (Xin y col., 2021).

Respecto al tipo de glicol, se ha demostrado que el etilenglicol es el que más favorece la despolimerización del PET en comparación con propilenglicol, dietilenglicol y trietilenglicol. No obstante, su uso se ve limitado debido a que la temperatura de ebullición es baja y puede haber pérdidas de éste durante el calentamiento. Las investigaciones relacionadas con la degradación del PET con mezclas de glicoles tuvieron el objetivo de optimizar el proceso de degradación y minimizar costos (Suh y col., 2000; Pimpan y col., 2003; Öztürk y Güçlü, 2005).

Relacionado a lo anterior, los estudios se enfocaron en dilucidar el efecto de la estructura química de los subproductos de degradación en las propiedades de la resina en estado líquido (viscosidad y curado) y las propiedades mecánicas del material curado. Así, se demostró que el subproducto de la glicólisis al ser polimerizado con anhídrido maleico y glicoles comunes (propilenglicol, etilenglicol, dietilenglicol y trietilenglicol) genera RPI con viscosidades, tiempo de curado y propiedades finales muy similares a las resinas conven-cionales a base de anhídrido ftálico. Es importante mencionar que en caso de que las RPI derivadas de PET no cumplan los requeri-mientos en propiedades fisicoquímicas, éstas pueden ser relati-vamente fáciles de adaptar haciendo variaciones en la composición del poliéster, o bien, a la formulación de los aditivos. Así, las RPI base PET que contiene mayor proporción de glicoles de cadena larga presentan velocidades de curado más lentas y resultan en materiales curados con mayor flexibilidad (Suh y col., 2000; Pimpan y col., 2003; Öztürk y Güçlü, 2005; Katoch y col., 2009; Abdelaal y col., 2011; Abdel Bary y col., 2019).

Si bien se ha logrado establecer el proceso general de síntesis de las RPI derivadas de PET, así como la relación entre la estructura química con las propiedades en líquido y como material curado, la comu-nidad científica continúa realizando esfuerzos para incrementar el grado de sustentabilidad de las RPI derivadas de PET, fundamen-talmente usando materia prima de origen renovable o reciclable.

En este sentido, Lozano-Escárcega y colaboradores investigaron la síntesis de RPI a partir de anhídrido maleico y subproductos de degradación de PET y celulosa (Figura 6). El estudio se enfocó exclusivamente en dilucidar la estructura química del poliéster insaturado, sin evaluar éste en presencia de algún monómero para entrecruzar, sin embargo, sentó las bases para el desarrollo de resinas poliéster a partir de desechos plásticos (PET) y orgánicos (madera o papel) (Lozano-Escárcega y col., 2019).

Figura 6. Síntesis de RPI base oligómeros de celulosa

y PET (Lozano-Escárcega y col., 2019).

Potiyaraj y col. (2007) realizaron estudios para ampliar el alcance del reciclaje químico de distintos productos PET, despolimerizando textiles de PET y mezclas de PET/algodón, principales componentes de vestimenta que termina como residuo urbano. El algodón fue separado previamente del PET mediante disolución de éste en ácido clorhídrico. Posteriormente, se sometió a la glicólisis y el producto de degradación se polimerizó con anhídrido maleico en una relación molar de 1.1/1, para finalmente diluir en estireno. Las RPI resultantes curadas presentaron propiedades mecánicas muy similares a las derivadas de botellas de PET, por lo que se vislumbran como una opción más para generar resinas sustentables a partir de residuos urbanos (Potiyaraj y col., 2007).

Rubeš y col. (2004) publicaron la obtención de RPI bio-basadas y derivadas de residuos de PET. Dichos poliésteres se sintetizaron mediante la polimerización de oligómeros de PET con ácido itacónico como materia prima bio-derivada. Adicionalmente, los poliésteres obtenidos fueron diluidos en dimetilitaconato y dibuti-litaconato, evitando así el uso de estireno, cuya toxicidad es elevada. Los productos curados presentaron propiedades similares a su contraparte con estireno, por lo que representan una solución sustentable desde el punto de vista de reciclaje de desechos de PET, uso de materia prima alternativa al petróleo y, debido a la eliminación del estireno en la fórmula, se pueden evitar daños al medio ambiente y salud de usuarios (Rubeš y col., 2024).

DESARROLLO DE COMPUESTOS BASADOS EN RESINAS POLIÉSTER INSATURADO DERIVADAS DE DESECHOS DE PET

Las RPI pueden ser utilizadas para el desarrollo de materiales compuestos cuya aplicación es muy variada. De manera general, se utilizan para el diseño de piezas reforzadas con fibra de vidrio para la industria automotriz. También son mezcladas con cargas inorgánicas tales como carbonato de calcio (CaCO3), talco, sílice o esferas de vidrio para el diseño de placas, lavabos, sanitarios, bañeras, etc. Algunos productos, tales como el concreto polimérico, se fabrican con RPI mezclada con cargas y estructuradas con fibra de vidrio. Otra de las aplicaciones de este tipo de resinas, son las pinturas termofijas denominadas como “gelcoats”, cuyas formulaciones son tan complejas como sea necesario para el uso final y color deseado (Pączkowski y col., 2020).

Las primeras investigaciones acerca del uso de RPI en materiales compuestos datan de 1990 y estuvieron relacionados con formu-laciones para concreto polimérico. Rebeiz y col. (1991) (Rebeiz 1996a, 1996b) publicaron diversos estudios enfocados en evaluar la formulación, resistencia a la compresión, flexión y abrasión de concreto polimérico. Sus estudios han determinado que las RPI deben de ser de baja viscosidad (100-1000 cP) para promover buena distribución entre las cargas, pueden ser curadas con peróxido de metil-etilcetona y pueden usarse RPI con 15 a 40 % en peso de productos de degradación de PET, la adición de 10 % y 20 % en peso de cenizas volantes a la PM da como resultado una resistencia a la compresión significativamente mayor que la resistencia a la compresión de la resina pura (es decir, resina curada sin el uso de cargas). Sin embargo, la resistencia a la compresión del PM utilizando 30 % y 40 % en peso de cenizas volantes es ligeramente menor que la resistencia a la compresión de la resina pura. Las piezas presentaron una disminución a la resistencia a la tracción al aumentar el contenido de carga en el PM, mientras que el módulo de elasticidad a la tracción del PM aumenta significativamente con un aumento en el contenido de carga. Por lo tanto, el mejor diseño de mezcla para PM, optimizado para resistencia a la tracción y economía, es el 40 % en peso de rellenos, del cual el 50 % en peso es arena y el 50 % en peso son cenizas volantes (Rebeiz y col., 1991; Rebeiz, 1996a y 1996b). Gao y col. (2019) han recurrido a la incorporación de cargas recicladas en piezas de concreto polimérico con matriz de RPI base PET. Entre estas cargas recicladas destacan restos de mármol triturado, residuos triturados de hule llantas, cenizas volantes (subproductos de la industria de energía eléctrica con carbón), alúmina (subproducto de la industria acerera), micas de lentes oftálmicos base poli (alil carbonato), entre otros (Tawfik y Eskander, 2006; Gao y col., 2019; Tasmin y col., 2021 & Kovačević y col., 2021).

Tonet y Gorninski (2013) desarrollaron compuestos de hormigón polimérico a base de resinas poliéster insaturado con residuos industriales de alúmina, mostrando valores de resistencia a la compresión entre 65.4 y 80.2 MPa. Los compuestos utilizaron poliéster ortoftálico insaturado como aglutinante, arena de río como agregado y cenizas volantes como relleno. Se probaron diferentes composiciones de retardantes de llama, en donde se utilizaron concentraciones de 15 al 60 % en peso. En el caso de la adición de un 60 % de residuos retardantes de llama mostraron una reducción del 85 % en los tiempos de propagación de la llama en comparación con las muestras sin la adición de retardantes de fuego, mostrando una mayor resistencia mecánica (Tonet y Gorninski, 2013).

Por su parte, Kovačević y col. (2021) diseñaron materiales com-puestos totalmente reciclados en donde se utilizaron dos tipos de materiales de desecho poliméricos, PET residual para la síntesis de resina de poliéster insaturado termoestable y resina base de policarbonato (CR-39) como relleno. Las partículas de CR-39 fueron sometidas a oxidación y activación química usando ácidos/base y etanolamina antes de ser mezcladas con las RPI. Las propiedades mecánicas demostraron que la incorporación de las partículas de relleno en un 0.5 % en peso mejoran la resistencia a la tracción, flexión y dureza. Por lo tanto, la presencia de cargas dentro de una matriz polimérica permite la formación de interacciones intermoleculares dentro de la interfase refuerzo/resina, confirién-dole mejores propiedades mecánicas.

Asímismo, Tawfik y Eskander (2006) sintetizaron hormigón polimérico mediante poliéster insaturado y desechos de mármol triturado como relleno con un 30 % en peso. El poliéster insaturado utilizado se preparó a partir de los oligómeros de la despo-limerización de botellas de PET con anhídrido maleico y ácido adípico. Mezclaron el poliéster insaturado con monómeros de estireno en una proporción de 60:40 % en peso para obtener poliéster estirenado para la síntesis del hormigón polimérico. El hormigón polimérico se preparó mezclando 88 % en peso y 12 % en peso de la resina de poliéster insaturada preparada. La estabilidad mecánica, la durabilidad química y la inflamabilidad del hormigón se evaluaron bajo diferentes condiciones experi-mentales de composiciones de relleno, presión de fundición, envejecimiento y períodos de inmersión. En donde demostraron que la adición de mármol triturado favorece la resistencia química, confiriendo mayor resistencia a la flama (Tawfik y Eskander, 2006).

Por otro lado, las resinas RPI base PET también han sido utilizadas para el desarrollo de biocompuestos que contengan desechos orgánicos como carga como las fibras de maíz. Pączkowski y col. (2020) realizaron compuestos RPI base PET reforzados con aserrín. En donde las mezclas preparadas se vertieron en moldes y se realizó el curado correspondiente. Se envejecieron los compuestos verdes obtenidos, en donde se presentó una disminución de resistencia a la flexión, tensión de rotura y factor de perdida mecánica debido a un aumento a la cantidad de aserrín, volviéndose quebradizos y opacos (Pączkowski y col., 2020).

Además, fueron caracterizados compuestos RPI base PET reforzados con desechos agroindustriales como lo son las fibras de bambú. Recientemente, Kaliappan y col. (2022) investigaron las propiedades físicas y mecánicas de compuestos de RPI y PET reciclado con un 10-40 % del volumen de fibra de bambú. Este tipo de compuestos representan una alternativa sustentable debido a que se aprovechan desechos orgánicos e inorgánicos que, adicionalmente, pueden generar productos económicamente más asequibles. Sin embargo, su alta absorción de agua y propiedades térmicas y mecánicas relativamente bajas, pueden limitar su aplicación en productos que demanden desempeño y costo moderado (Kaliappan y col., 2022).

Con el objetivo de obtener materiales compuestos multifuncionales con mayor valor agregado se han estado estudiando biocom-puestos nanoestructurados a base de RPI y nanofibras de celulosa. Ansari y colaboradores tomaron ventaja de estos materiales, en donde desarrollaron biocompuestos de RPI con nanofibras de celulosa (16-45 % volumen), en donde nanofibras de celulosa de madera para reforzar RPI. La técnica por utilizar se basó en la impregnación de las nanofibras con RPI (45 % volumen) en acetona. Los biocompuestos obtenidos fueron sometidos a pruebas de humedad, térmicas y mecánicas. El módulo y resistencia aumentaron aproximadamente 3 veces a un 45 % en volumen de las nanofibras de celulosa. Sin embargo, el efecto del refuerzo se ve reducido al incrementar la humedad relativa de 50 a 90 %, debido a la adsorción de agua en la interacción de la superficie del biocompuesto (Ansari y col., 2015).

Actualmente existen muy pocos estudios acerca de la aplicación de RPI con fibras naturales. Sin embargo, se están realizando exploraciones para aprovechar el potencial de las fibras naturales como sustitutos ecológicos de los materiales sintéticos en la fabricación de compuestos. Tal es el caso de Nath y col. (2024), quienes emplearon residuos de botellas de PET glicolizado para síntesis de RPI con el fin de fabricar compuestos reforzados con fibras de yute mediante moldeo en láminas. Se prepararon dos muestras al 25 % en peso de la fibra de yute como refuerzo, en donde una de estas utilizó distintos dispersantes como el trihidrato de aluminio (7 % peso), peroxibenzoato de ter-butilo (0.25 % peso), inhibidor de ciclohexanona (1 % peso), relleno de carbonato de calcio (CaCO3) (3 % peso), óxido de magnesio (MgO) (0.25 % peso), polietileno de baja densidad para detener la concentración de la resina poliéster (0.5 % peso), estearato de zinc (1 % peso). Posteriormente, la mezcla formada se colocó entre rodillos calandradores de la moldura en lámina. El análisis comparativo reveló una notable superioridad en las resistencias a tracción y flexión de las probetas fabricadas con RPI reciclado sobre las RPI virgen. El aumento observado en el rendimiento de la matriz reciclada (1.7 %) y la mayor resistencia de la fibra de yute se puede atribuir a la flexibilidad de la cadena de la resina. La menor magnitud en la viscosidad de la resina de poliéster insaturado reciclada a 358 cps, en comparación con la UPR virgen a 426 cps, sugiere un mayor grado de dispersión de la matriz de resina dentro del material de refuerzo. Por lo tanto, la naturaleza flexible y amorfa de las RPI recicladas lo convierte en un material adecuado para producir compuestos utilizando fibras de yute (Nath y col., 2024).

Se han realizado estudios acerca del rendimiento de las RPI mediante la adición de cargas inorgánicas, especialmente nano cargas con tamaño, forma y propiedades controlables confiriéndole mejore propiedades reológicas, eléctricas, mecánicas y térmicas. Rusmirović y colaboradores realizaron materiales híbridos utilizando RPI a base de desechos de PET reciclado y nanopartículas de sílice pirogénica modificadas químicamente. Las RPI se sintetizaron mediante glicólisis a partir de residuos de PET con dipropilenglicol (DPG) y anhídrido maleico. Además, se prepararon nanocompuestos basados en las resinas obtenidas y silíce pirogénica Aerosil R812S, R805, R817 y Aeosi modificado 200NPh. Se obtuvieron RPI/ SiO2R812S(n) proce-sando cantidades apropiadas de aglutinante, RPI y nanorellenos Aerosil R812S del 0.1 al 2 % en peso. La homogeneización de sílice pirogénica Aerosil R812S con RPI (60 % peso) se logró mediante la metodología ultrasónica. Posteriormente la resina poliéster virgen y los nanocompuestos de RPI/SiO2R812S(n) se curaron utilizando BP (1 % peso) como iniciador y DMA (0.05 % peso) como acelerador. La influencia de los nanorellenos mejoró las propiedades reológicas y mecánicas, la tensión y el módulo de tracción de los nano-compuestos aumentaron al hacerlo también el contenido de sílice, mientras que la resistencia al impacto mostró una baja dependencia del contenido de sílice. Se obtuvieron buenas propiedades mecáni-cas con Aerosil R200NPh, el valor de la tensión de rotura y del módulo de tracción para RPI/SiO2R200NPh fueron 86.52 MPa y 1.924 GPa, respectivamente. Por lo tanto, la adición de sílice condu-jo una mejora significativa a las propiedades mecánicas y térmicas debido a la bueno dispersión de relleno, alta estabilidad y compatibilidad con la matriz (Rusmirović y col., 2017). El uso de RPI a partir de polímeros reciclados y diversos tipos de aditivos con-tribuye a mejorar algunas propiedades mecánicas y térmicas de los productos terminados y promueve una economía circular. Otro tipo de material inorgánico que se utiliza como relleno en matrices poliméricas es el cuarzo. En los últimos años se han desarrollado compuestos de poliéster reforzados con cuarzo mediante moldeo por compresión tras su impregnación con un poliéster insaturado. Pączkowski y Głogowska (2024) estudiaron el comportamiento de las RPI con diferentes cantidades de polvo de cuarzo como relleno (5,10,20 y 40 % en peso) en relación con el peso de las RPI, aña-diendo 1.1 % de iniciador (Luperox) y 0.025 % en peso de acelera-dor. Posteriormente se añadieron a moldes de vidrios, para pasar por un proceso de curado. Los resultados demostraron que las RPI a partir de desechos de PET se pueden utilizar para la preparación de compositos con polvo de cuarzo hasta un 40 % en peso. La dureza y el módulo de flexión aumentaron con la incorporación de cuarzo, mientras que la resistencia al impacto, la resistencia a la flexión y la tensión de rotura disminuyeron.

Una pequeña adición de cuarzo mejora las propiedades mecánicas de los composites de poliéster, mientras que, con un alto contenido de carga, se produce un deterioro debido a su aglomeración y al papel de las partículas como concentradores de tensiones. Estos compuestos son un material alternativo potencial que puede usarse como piedra artificial o mármol, pisos monolíticos, mortero modifi-cado con polímeros y concreto o cargas mineras (Pączkowski y Głogowska, 2024).

CONCLUSIONES

El reciclaje químico del PET a través del glicólisis es una estrategia consolidada. Debido al amplio conocimiento generado sobre su mecanismo y rendimiento, sigue siendo una opción relevante para la producción de nuevos materiales poliméricos. Entre ellos, las resinas poliéster insaturadas destacan como una de las opciones más prometedoras tanto desde el punto de vista económico como de desempeño.

Las resinas poliéster insaturadas derivadas del PET pueden ser sustitutas de resinas poliéster convencionales debido a que exhiben propiedades mecánicas y térmicas comparables. Este reemplazo conlleva beneficios significativos en aspectos tecnológicos, sociales, económicos y ambientales. Se generan materiales de alto valor, se fomenta el comercio de PET para reciclaje, se reduce la acumulación de este material como residuo y se disminuyen los costos tanto para los fabricantes como para los consumidores de la resina.

Con estas ventajas, se espera que la investigación y desarrollo de resinas poliéster insaturadas derivadas del PET siga progresando. Sin embargo, se observa un enfoque creciente en la incorporación de materias primas renovables o reciclables. Otra tendencia emergente es el desarrollo de resinas poliéster basadas en PET, pero con una sustitución parcial o total del estireno, debido a las preocupaciones sobre las emisiones de este monómero.

Asimismo, se anticipa que la eliminación progresiva de los compuestos basados en cobalto, utilizados como promotores del curado, se convierta en un tema prioritario, dado su impacto negativo en la salud de los trabajadores de las empresas productoras y de los usuarios finales.

En cuanto a los materiales compuestos basados en resinas poliéster insaturadas derivadas del PET, se observan dos tendencias emergentes. Una de ellas se centra en el uso de material reciclado como carga en los materiales compuestos. La otra tendencia implica el empleo de desechos vegetales como cargas o como precursores de nanomateriales que puedan incorporarse en las resinas estudiadas.

Finalmente, un aspecto crítico que no se ha abordado en la literatura analizada es la disposición final de los materiales compuestos de resinas poliéster insaturadas derivadas del PET. Este aspecto podría ser un catalizador de oportunidades de investigación relacionadas con la vida útil, la biodegradación, el reciclaje, entre otros aspectos de los productos derivados.

AGRADECIMIENTOS

Se agradece a la Universidad Autónoma de Coahuila, a la Facultad de Ciencias Químicas, a la Maestría en Ciencia y Tecnología de Materiales, al Centro de Investigación en Química Aplicada, así como la beca 1225185 otorgada por CONAHCYT.

REFERENCIAS

Abdel Bary, E., Farag, R., A., R., Abdel-monem, R., Abo-Shanab, Z., & M. Saleh, A. (2019). Colloidal stability and dynamic mechanical properties of asphalt modified with unsaturated polyester prepared from waste polyethylene terephthalate. Egyptian Journal of Chemistry. https://doi.org/10.21608/ejc hem.2019.7451.1601

Abdelaal, M. Y., Sobahi, T. R., & Makki, M. S. I. (2011). Chemical transformation of pet waste through glycolysis. Construction and Building Materials, 25(8): 3267–3271. https://doi.org/10.1016/ j. conb uildmat.2011.03.013

Abdel‐Azim, A. A. (1996). Unsaturated polyester resins from poly (ethylene terephthalate) waste for polymer concrete. Polymer Engineering & Science, 36(24): 2973–2977. https://doi.org/10.1002/pen.10699

Abdel‐Azim, A. A., & Attia, I. A. (1995). Making polymer concrete and polymer mortar using synthesized unsaturated polyester resins from poly(ethylene terephthalate) waste. Polymers for Advanced Technologies, 6(11): 688–692. https://doi.org/10.1002/pat.1995.220061102

Ansari, F., Skrifvars, M., & Berglund, L. A. (2015). Nanostructured biocomposites based on unsaturated polyester resin and a cellulose nanofiber network. Composites Science And Technology, 117: 298- 306. https://doi.org/10.1016/j.com psci tech.2015.07.004

Aslan, S., Immirzi, B., Laurienzo, P., Malinconico, M., Martuscelli, E., Volpe, M. G., Pelino, M., & Savini, L. (1997). Unsaturated polyester resins from glycolysed waste polyethyleneterepht-halate: Synthesis and comparison of properties and performance with virgin resin. Journal of Materials Science, 32(9): 2329–2336. https://doi.org/10.10 23/A:101858 4519173

Babaei, M., Jalilian, M., & Shahbaz, K. (2024). Chemical recycling of Polyethylene terephthalate: A mini-review. Journal of Environmental Chemical Engineering, 12(3): 112507. https://doi.org/10.1016/j.jece.2024.112507

Carta, D., Cao, G., & D’Angeli, C. (2003). Chemical recycling of poly(ethylene terephthalate) (pet) by hydrolysis and glycolysis. Environmental Science and Pollution Research, 10(6): 390–394. https://doi.org/10.1065/espr2001.12.104.8

Chaeichian, S., Pourmahdian, S., & Afshar Taromi, F. (2008). Synthesis of Unsaturated Polyester Resins from PET Wastes: Effect of a Novel Co-catalytic System on Glycolysis and Polyesterification Reactions. Designed Monomers and Polymers, 11(2): 187–199. https://doi.org/10.1163/156855 508X298080

Chen, J., Dul, S., Lehner, S., Jovic, M., Gaan, S., Heuberger, M., Hufenus, R., & Gooneie, A. (2024). Mechanical recycling of PET containing mixtures of phosphorus flame retardants. Journal of Materials Science & Technology, 194: 167–179. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2024.01 .035

Conroy, S., & Zhang, X. (2024). Theoretical insights into chemical recycling of polyethylene terephthalate (PET). Polymer Degradation and Stability, 223: 110729. https://doi.org /10.1016/j.polymdegradstab.2024.110729

Duque-Ingunza, I., López-Fonseca, R., De Rivas, B., & Gutiérrez-Ortiz, J. I. (2013). Synthesis of unsaturated polyester resin from glycolysed postconsumer PET wastes. Journal of Material Cycles and Waste Management, 15(3): 256–263. https://doi.org/10.1007/s10163-013-0117-x

East, A. J. (2002). Polyesters, Thermoplastic. In H. F. Mark (Ed.), Encyclopedia of Polymer Science and Technology (3rd ed.). Wiley. https://doi.org/10.1002/0471440264.pst2 63

Gao, Y., Romero, P., Zhang, H., Huang, M., & Lai, F. (2019). Unsaturated polyester resin concrete: A review. Construction and Building Materials, 228: 116709. https://doi.org/10 .1016/j.conbuildmat.2019.116709

Ghosal, K., & Nayak, C. (2022). Recent advances in chemical recycling of polyethylene terephthalate waste into value added products for sustainable coating solutions – hope vs. Hype. Materials Advances, 3(4): 1974–1992. https://doi.org/10.10 39/D1 MA01112J

Hu, Y., Wang, Y., Zhang, X., Qian, J., Xing, X., & Wang, X. (2020). Synthesis of poly (ethylene terephthalate) based on glycolysis of waste PET fiber. Journal of Macromolecular Science, Part A, 57(6): 430–438. https://doi.org/10.1080/10601325.2 019.17094 98

Kaliappan, N., Govindarajan, V., Anil Kumar, T. C., Vishnu Kumar, R., Muthukumaran, S., Ahamed, M., Mahadik, M. A., & Markos, M. (2022). Investigation of Mechanical and Physical Behaviours of Polyester Resin Matrix from Recycled Polyethylene Terephthalate with Bamboo Fibre. Advances in Materials Science and Engineering, 2022: 1–8. https://doi.org/10.1155/2022/4233302

Kasmi, N., Bäckström, E., & Hakkarainen, M. (2023). Open-loop recycling of post-consumer PET to closed-loop chemically recyclable high-performance polyimines. Resources, Conservation and Recycling, 193: 106974. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2023.106974

Katoch, S., Sharma, V., Kumar, V., & Kundu, P. P. (2009). Synthesis of Unsaturated Polyester from Glycolyzed PET Waste and Characterization. Journal of Polymer Engineering, 29(4). https://doi.org/10.1515/POLYENG.2009.29.4.199

Kirshanov, K., Toms, R., Melnikov, P., & Gervald, A. (2022). Unsaturated Polyester Resin Nanocomposites Based on Post-Consumer Polyethylene Terephthalate. Polymers, 14(8): 1602. https://doi.org/10.3390/polym14081602

Kovačević, T., Brzić, S., Kalagasidis Krušić, M., Nešić, J., Radović, L., Dojčinović, M., & Rusmirović, J. (2021). Reuse potential of functionalized thermoplastic waste as reinforcement for thermoset polymers: Mechanical properties and erosion resistance. Journal of Composite Materials, 55(28): 4207–4220. https://doi.org/10.1177/00219983211037045

Lechuga-Islas, V. D., Sánchez-Cerrillo, D. M., Stumpf, S., Guerrero-Santos, R., Schubert, U. S., & Guerrero-Sánchez, C. (2023). Thermo-responsive polymer catalysts for polyester recycling processes: Switching from homogeneous catalysis to heterogeneous separations. Polymer Chemistry, 14(16): 1893–1904. https://doi.org/10.1039/D2PY01520J

Lei, D., Sun, X.-L., Hu, S., Cheng, H., Chen, Q., Qian, Q., Xiao, Q., Cao, C., Xiao, L., & Huang, B. (2022). Rapid Glycolysis of Waste Polyethylene Terephthalate Fibers via a Stepwise Feeding Process. Industrial & Engineering Chemistry Research, 61(14): 4794–4802. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c0 5022

Lozano-Escárcega, R. J., Sánchez-Anguiano, M. G., Serrano, T., Chen, J. Y., & Gómez, I. (2019). Synthesis of unsaturated polyester resin from waste cellulose and polyethylene terephthalate. Polymer Bulletin, 76(8): 4157–4188. https://doi.org/10.1007/s00289-018-2576-7

Malik, M., Choudhary, V., & Varma, I. K. (2000). Current Status of Unsaturated Polyester Resins. Journal of Macromolecular Science, Part C: Polymer Reviews, 40(2–3): 139–165. https://doi.org/10.1081/MC-100100582

Marín, D., Gañán, P., Tercjak, A., Castro, C., & Builes, D. H. (2021). Phase distribution changes of neat unsaturated polyester resin and their effects on both thermal stability and dynamic‐mechanical properties. Journal of Applied Polymer Science, 138(44): 51308. https://doi.org/10.1002/app.51308

Mendiburu-Valor, E., Mondragon, G., González, N., Kortaberria, G., Martin, L., Eceiza, A., & Peña-Rodriguez, C. (2022). Valorization of urban and marine PET waste by optimized chemical recycling. Resources, Conservation and Recycling, 184: 106413. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2022.10 6413

Muringayil Joseph, T., Azat, S., Ahmadi, Z., Moini Jazani, O., Esmaeili, A., Kianfar, E., Haponiuk, J., & Thomas, S. (2024). Polyethylene terephthalate (PET) recycling: A review. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 9: 100673. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2024.100673

Nath, D., Das, D., Chattopadhyay, S., Mahish, S. S., & Datta, M. (2024). Using polyethylene terephthalate bottle waste as a viable precursor for the synthesis of unsaturated polyester resin in fabrication of jute fibre reinforced composites. Polymers and Polymer Composites, 32. https://doi.org/ 10.1177/09673911241233171

Nava, H. (2015). Polyesters, Unsaturated. In John Wiley & Sons Inc (Ed.), Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (pp. 1–24). John Wiley & Sons, Inc. https://doi.org/10.1002 /0471238961.1615122519051212.a01.pub3

Ouyang, S., Xie, Y., Fu, W., Ding, Y., & Shen, L. (2021). Preparation of autoxidative water-reducible alkyd resins from waste polyethylene terephthalate. Royal Society Open Science, 8(6). https://doi.org/10.1098/rsos.202375

Öztürk, Y., & Güçlü, G. (2005). Unsaturated Polyester Resins Obtained from Glycolysis Products of Waste PET. Polymer-Plastics Technology and Engineering, 43(5): 1539–1552. https://doi.org/10.1081/PPT-200030272

Pączkowski, P., Puszka, A., & Gawdzik, B. (2020). Green Composites Based on Unsaturated Polyester Resin from Recycled Poly(Ethylene Terephthalate) with Wood Flour as Filler—Synthesis, Characterization and Aging Effect. Polymers, 12(12), 2966. https://doi.org/10.3390/polym12122966

Pączkowski, P., & Głogowska, K. (2024). Preparation and Characterization of Quartz-Reinforced Hybrid Composites Based on Unsaturated Polyester Resin from Post-Consumer PET Recyclate. Materials, 17(5). https://doi.org/10.3390/ma 17051116

Pimpan, V., Sirisook, R., & Chuayjuljit, S. (2003). Synthesis of unsaturated polyester resin from postconsumer PET bottles: Effect of type of glycol on characteristics of unsaturated polyester resin. Journal of Applied Polymer Science, 88(3): 788–792. https://doi.org/10.1002/app.11567

Plastics Europe (2023). Plastics—The fast facts 2023. Plastics Europe. https://plasticseurope.org/es/wp-content/uploads/sites/4 /2023/10/Plastics-the-fast-Facts-2023.pdf

Potiyaraj, P., Klubdee, K., & Limpiti, T. (2007). Physical properties of unsaturated polyester resin from glycolyzed pet fabrics. Journal of Applied Polymer Science, 104(4): 2536–2541. https://doi.org/10.1002/app.25923

Raheem, A. B., Noor, Z. Z., Hassan, A., Abd Hamid, M. K., Samsudin, S. A., & Sabeen, A. H. (2019). Current developments in chemical recycling of post-consumer polyethylene terephthalate wastes for new materials production: A review. Journal of Cleaner Production, 225: 1052–1064. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.04.019

Rebeiz, K. S. (1996a). Precast use of polymer concrete using unsaturated polyester resin based on recycled PET waste. Construction and Building Materials, 10(3): 215–220. https://doi.org/10.1016/0950-0618(95)00088-7

Rebeiz, K. S. (1996b). Strength and durability properties of polyester concrete using pet and fly ash wastes. Advanced Performance Materials, 3(2): 205–214. https://doi.org/10.1007/BF001 36746

Rebeiz, K. S., Fowler, D. W., & Paul, D. R. (1991). Recycling Plastics in Polymer Concrete Systems for Engineering Applications. Polymer-Plastics Technology and Engineering, 30(8): 809–825. https://doi.org/10.1080/03602559108021008

Rebeiz, K. S., Rosett, J. W., & Craft, A. P. (1996). Strength Properties of Polyester Mortar Using PET and Fly Ash Wastes. Journal of Energy Engineering, 122(1): 10–20. https://doi.org/10.106 1/(AS CE)0733-9402(1996)122:1(10)

Rubeš, D., Vinklárek, J., Podzimek, Š., & Honzíček, J. (2024). Bio-based unsaturated polyester resin from post-consumer PET. RSC Advances, 14(12): 8536–8547. https://doi.org/10.1039 /D3RA08500G

Rusmirović, J. D., Radoman, T., Džunuzović, E. S., Džunuzović, J. V., Markovski, J., Spasojević, P., & Marinković, A. D. (2017). Effect of the modified silica Nanofiller on the Mechanical Properties of Unsaturated Polyester Resins Based on Recycled Polyethylene Terephthalate. Polymer Composites, 38(3): 538–554. https://doi.org/10.1002/pc.23613

Sheel, A., & Pant, D. (2019). Chemical Depolymerization of PET Bottles via Glycolysis. In Recycling of Polyethylene Terephthalate Bottles (pp. 61–84). Elsevier. https://doi.org/ 10.10 16/B978-0-12-811361-5.00004-3

Suh, D. J., Park, O. O., & Yoon, K. H. (2000). The properties of unsaturated polyester based on the glycolyzed poly (ethylene terephthalate) with various glycol compositions. Polymer, 41(2): 461–466. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(99 )00168-8

Tasnim, S., Shaikh, F. U. A., & Sarker, P. K. (2021). Mechanical properties and microstructure of lightweight polymer composites containing mono and hybrid fillers sourced from recycled solid wastes. Construction and Building Materials, 277: 122369. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021 .122369

Tawfik, M. E., & Eskander, S. B. (2006). Polymer Concrete from Marble Wastes and Recycled Poly (ethylene terephthalate). Journal of Elastomers & Plastics, 38(1): 65–79. https://doi.org/10.1177/0095244306055569

Thomas, S., & Chirayi, C. J. (2023). Applications of Unsaturated Polyester Resins. Elsevier. https://doi.org/10.1016/C2021-0-01852-6

Thomsen, T. B., Almdal, K., & Meyer, A. S. (2023). Significance of poly(ethylene terephthalate) (PET) substrate crystallinity on enzymatic degradation. New Biotechnology, 78: 162–172. https://doi.org/10.1016/j.nbt.2023.11.001

Tonet, K. G., & Gorninski, J. P. (2013). Polymer concrete with recycled PET: The influence of the addition of industrial waste on flammability. Construction and Building Materials, 40: 378–389. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.09. 049

Vaidya, U. R., & Nadkarni, V. M. (1987a). Unsaturated polyester resins from poly (ethylene terephthalate) waste. 1. Synthesis and characterization. Industrial & Engineering Chemistry Research, 26(2): 194–198. https://doi.org/10.1021/ie00062 a003

Vaidya, U. R., & Nadkarni, V. M. (1987b). Unsaturated polyesters from PET waste: Kinetics of polycondensation. Journal of Applied Polymer Science, 34(1): 235–245. https://doi.org /10.1002/app.1987.070340120

Vaidya, U. R., & Nadkarni, V. M. (1988). Unsaturated polyester resins from poly (ethylene terephthalate) waste. 2. Mechanical and dynamic mechanical properties. Industrial & Engineering Chemistry Research, 27(11): 2056–2060. https://doi.org/1 0.1021/ie00083a016

Wilson García, N. A., Almaral Sánchez, J. L., Vargas Ortiz, R. Á., Hurtado Macías, A., Flores Ramírez, N., Aguilar Palazuelos, E., Flores Valenzuela, J., Castro Beltrán, A., & Alvarado Beltrán, C. G. (2021). Physical and mechanical properties of unsaturated polyester resin matrix from recycled PET (based PG) with corn straw fiber. Journal of Applied Polymer Science, 138(44): 51305. https://doi.org/10.1002/app.51305

Xin, J., Zhang, Q., Huang, J., Huang, R., Jaffery, Q. Z., Yan, D., Zhou, Q., Xu, J., & Lu, X. (2021). Progress in the catalytic glycolysis of polyethylene terephthalate. Journal of Environmental Management, 296: 113267. https://doi.org /10.1016/j.jenvman.2021.113267

Zahedi, A. R., Rafizadeh, M., & Ghafarian, S. R. (2009). Unsaturated polyester resin via chemical recycling of off‐grade poly (ethylene terephthalate). Polymer International, 58(9): 1084–1091. https://doi.org/10.1002/pi.2637

Zahova, S., Tsacheva, I., Troev, K., & Mitova, V. (2023). Conventional and MW assisted PET glycolysis promoted by titanium based catalyst. Polymer Degradation and Stability, 212: 110353. https://doi.org/10.1016/j.polymdegrads tab.2023.110353

Zhang, L., Liu, L., Yue, Q., & Zhu, C. (2014). From Aminolysis Product of Pet Waste to Value-Added Products of Polymer and Assistants. Polymers and Polymer Composites, 22(1):13–16. https://doi.org/10. 1177/096739111402200102.

KARLA IVONE LUIS-TIENDA1

AIDÉ SÁENZ-GALINDO1

ADALÍ O. CASTAÑEDA-FACIO1

HERIBERTO RODRÍGUEZ-TOBÍAS2

1. Facultad de Ciencias Químicas, Unidad Saltillo, UAdeC.

2. Centro de Investigación en Química Aplicada.

Correspondencia

aidesaengalindo@uadec.edu.mx

Recepción de artículo

7 de mayo de 2024.

Artículo aceptado

19 de junio de 2023.

Publicado

10/01/2024

Número

Sección

Artículos de Investigación

Cómo citar

Luis-Tienda, K. I., Sáenz-Galindo, A., Castañeda-Facio, A. O., & Rodríguez-Tobías, H. (2024). Revalorización de desechos de PET mediante la síntesis de resinas poliéster insaturado y su aplicación en compuestos poliméricos. Cienciacierta, 20(80), 58-84. https://revistas.uadec.mx/CienciaCierta/article/view/23