Utilization of poly(ethylene terephthalate) waste in the synthesis of air-drying polyester alkyd resins and aliphatic-aromatic poly(ester-carbonate)s

Two methods of chemical recycling of poly(ethylene terephthalate) (PET) waste with simultaneous recovery of ethylene glycol were described. In the synthesis of the air-drying alkyd polyester resin phthalic anhydride was replaced with phthalic acid. The resin was obtained in one pot process in which PET waste was reacted with incomplete esters of pentaerythritol and glycerol with unsaturated fatty acids. The side product – ethylene glycol was removed from the reaction mixture by azeotropic distillation. To reduce amounts of volatile organic compounds (VOC) in the lacquers the obtained resins were modified with dibutyl sulfosuccinate sodium salt, and aqueous dispersions were prepared. Drying times and hardness of coatings prepared on the basis of alkyd polyester resins were examined. The second method of recycling consisted in PET reaction with 1,4-butanediol afforded oligo(tetramethylene terephthalate) (OTMT). This oligomer was subjected to a transesterification reaction with oligo(tetramethylene carbonate) (OTMC) to form a high molar mass poly(tetramethylene terephthalate-co-tetramethylene carbonate)s (PTMTC). The resulting copolyesters were characterized with NMR and FT-IR spectroscopies, mass spectrometry MALDI-TOF, DSC and mechanical testing. The effect of carbonate unit content on tensile strength and elongation at break, as well as thermal properties was also evaluated.

Opisano dwie metody chemicznego recyklingu odpadowego poli(tereftalanu etylenu) (PET) z jednoczesnym odzyskiem glikolu etylenowego. W syntezie alkidowej żywicy poliestrowej schnącej na powietrzu zamiast bezwodnika ftalowego zastosowano kwas ftalowy pozyskiwany w jednym etapie reakcyjnym z niepełnymi estrami pentaerytrytolu i glicerolu z nienasyconymi kwasami tłuszczowymi oddestylowując azeotropowo glikol etylenowy. Otrzymane żywice modyfikowano za pomocą soli sodowej sulfobursztynianu dibutylu i na ich bazie sporządzano dyspersje wodne. Zbadano czasy schnięcia i twardości powłok sporządzonych na podstawie opracowanych alkidowych żywic poliestrowych. Druga metoda recyklingu polegała na alkoholizie PET 1,4-butanodiolem prowadzącej do otrzymania oligo(tereftalanu tetrametylenu) (OTMT). Na drugim etapie oligomer ten poddawano reakcji transestryfikacji z oligo(węglanem tetrametylenu) (OTMC) z wytworzeniem wielkocząsteczkowego poli(tereftalanu tetrametylenu-co-węglanu tetrametylenu) (PTMTC). Otrzymany kopoliester scharakteryzowano metodami spektroskopii NMR i FT-IR oraz spektrometrii masowej MALDI-TOF, a także zbadano jego właściwości mechaniczne. Oceniono wpływ zawartości jednostek węglanowych na wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie względne przy zerwaniu.