WO2014185793A1 - Método para la obtención de bisfenol-a a partir de desechos de policarbonato utilizando radiación de microondas - Google Patents

Método para la obtención de bisfenol-a a partir de desechos de policarbonato utilizando radiación de microondas Download PDF

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Javier NAKAMATSU KUNIYOSHI
Bruno Alonso ORTIZ RODRIGUEZ
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Definitions

  • the present invention has been developed in the field of Chemistry, specifically in the area of recycling of plastic waste and refers to a method for obtaining bisphenol-A from the decomposition of polycarbonate wastes made from that compound. , using a microwave radiation heating process. This process may be applied in the sector of the plastics industry and the treatment of plastic waste.
  • US7750057B2 refers to a process that consists in the dissolution of polycarbonate in a chlorinated organic solvent, its decomposition by the action of an aqueous solution of a hydroxide of an alkali metal, its re-dissolution in water, the formation of two insoluble phases and their subsequent separation. The product is obtained from the aqueous phase.
  • patent 20070185309A1 refers to a method for the decomposition of polycarbonate with water in a supercritical or subcritical state, at temperatures between 374 ° C to 500 ° C and pressures between 8MPa to 40MPa.
  • the invention consists of a process for depolymerization (decomposition of polymers into simpler molecules) of polycarbonate wastes (figure 1) produced from bisphenol-A (figure 2), in the presence of an alcohol and an alkali at a time Very short, thanks to the incorporation of microwave technology.
  • reaction mixture is poured into water to separate the product with high purity, which is isolated by filtration.
  • the polycarbonate to be depolymerized is that derived from polycarbonate wastes produced from bisphenol-A, such as those from bottles and compact discs, among others, which may contain impurities. Initially, this material must be in pieces, with dimensions between 1mm and 10mm of maximum length of each piece.
  • the first step (a) consists in the preparation of an alkaline solution in alcohol, which contains between 1 and 5% (w / w) of the alkali, preferably between 2 and 3% (w / w).
  • the alkali may be a metal hydroxide, preferably sodium hydroxide or potassium hydroxide.
  • the alcohol is preferably methanol. Alcohol and alkali should preferably be of grade for analysis.
  • sodium metabisulfite should be added to the alkaline solution, between 0.2 to 0.5% (w / w) preferably 0.3% (w / w), likewise, to exchange the air present in the reactor of step (c) by gaseous nitrogen.
  • step (b) the alkaline solution is combined in the reactor with the polycarbonate into pieces.
  • Each piece with dimensions between 1 mm and 10 mm in length, although the dimensions could increase depending on the size of the reactor.
  • the proportion of the mixture is 1mL to 5mL of alkaline solution per gram of polycarbonate, preferably between 2mL and 3mL of solution per gram of polycarbonate.
  • step (c) the reactor, containing the mixture, is hermetically sealed and placed inside an equipment provided with a microwave generator for reactions.
  • chemical that has temperature and pressure sensors.
  • the equipment has a microwave radiation generator, preferably with a frequency of 2455 MHz.
  • the reaction is carried out with constant stirring at temperatures between 90 ° C and 150 ° C, preferably between 1 10 ° C and 120 ° C; and, at pressures between 0.1 MPa and 1.2MPa, for a time between 3 and 10 minutes, preferably between 5 and 7 minutes.
  • the polycarbonate decomposes to bisphenol-A.
  • the reaction mixture is allowed to cool to a temperature between 45 ° C and room temperature.
  • step (d) the impurities or other insoluble materials present in the reaction mixture of (c) are separated by a filtration process.
  • This filtration can be done with grade 1 filter paper (1 1 microns).
  • the filtrate is poured into water, using a volume of water from 5 to 20 times the volume of the alkaline solution from the reaction, with stirring for 10 to 30 minutes at room temperature. This causes the precipitation of bisphenol-A.
  • step (e) the mixture is allowed to stand for 30 minutes, filtered with grade 1 filter paper to recover the bisphenol-A in a solid state and allowed to dry. Filtration processes can be performed under vacuum.
  • Bisphenol-A obtained from the polycarbonate decomposition described above has a melting point of 156 ° C (similar to that reported in the scientific literature); presents infrared spectrum (Figure 3) and nuclear magnetic resonance, both hydrogen-1, 1 H-NMR ( Figure 4), and carbon-13, 13 C-NMR ( Figure 5), in dimethylsulfoxide (DMSO) as solvent , equal to those reported in the scientific literature.
  • the mass spectrum (electrospray ionization and ion trap detector) of the product obtained corresponds to that expected for the BPA ( Figure 6).
  • the polycarbonate to be depolymerized can be virgin polycarbonate manufactured from bisphenol-A.
  • the recovery yields of bisphenol-A by the proposed method reach 90%, which is comparable to the Hu method (96%), taking into account that they used virgin polycarbonate samples, instead of Polycarbonate from waste (compact discs and drums), so without the presence of virgin polycarbonate this performance would not be achieved.
  • the procedure described by Hu does not include the use of microwave generating equipment.
  • the patent method US7750057B2 uses a considerable amount of a chlorinated organic solvent (toxic and not environmentally friendly) to dissolve the polycarbonate and a highly concentrated solution of the metal hydroxide (45% to 55%, w / w).
  • the method we have proposed uses sodium hydroxide in a low concentration (2.2%).
  • the declared time for the process of that patent is several hours (more than 10 hours), while the proposed one is less than 10 minutes.
  • the procedure described in this patent does not include the use of microwave generating equipment.
  • the proposed method uses methanol instead of water, an alkali concentration of less than 5% (w / w), a lower temperature (120 ° C) and also a shorter reaction time (5 minutes). In addition, it does not require the use of a phase transfer catalyst.
  • Another important difference is the relationship between polycarbonate and the reaction medium, in the procedure of Tsintzou et al., 10 parts of the reaction medium (alkaline solution) was used with one part of polycarbonate (10: 1 ratio). In the proposed method, that ratio is 2: 1.
  • An important point to note is that the results of the procedures of Tsintzou et al. Consist of 80% degradation of polycarbonate (resulting in the formation of oligomers and about 60% of bisphenol-A) and not 90% of Bisphenol-A formation yield, as reported in the proposed method.
  • the reaction was carried out in a manner similar to that of example 1 but using pieces of polycarbonate drums, of equal dimensions.
  • the yield achieved was 92.6% (w / w).
  • Polycarbonate drums lower temperature.
  • the reaction was carried out in a manner similar to that of Example 1 by replacing methanol with ethanol and with a reaction time of 10 minutes at 150 ° C. At the end of the reaction, polycarbonate residues were no longer observed, but upon pouring the filtered mixture over distilled water, a second phase was formed again and the precipitation of bisphenol-A in said system was not observed. Therefore, according to examples 5 and 6, it was found that methanol, in comparison with ethanol, was the most appropriate solvent for obtaining bisphenol-A in the process of the invention.
  • the reaction was carried out in a manner similar to that of example 7 but replacing ethylene glycol with water and with the second heating cycle at 180 ° C instead of 150 ° C. After the first heating cycle there was no change in the polycarbonate pieces. In the second cycle the limit pressure of the 3MPa equipment was reached, so the reaction stopped after approximately 5 minutes. The yield reached was only 41%.
  • FIGURES Figure 1 Polycarbonate chemical structure manufactured from bisphenol-A.
  • Figure 2 Chemical structure of bisphenol-A.
  • Figure 4 Nuclear magnetic resonance spectrum, 1 H-NMR (300 MHz), of the product obtained (in dimethylsulfoxide-d 6 , DMSO, as solvent).
  • Figure 5 Nuclear magnetic resonance spectrum, 13 C-NMR (75 MHz), of the product obtained (in dimethylsulfoxide-d 6 , DMSO, as solvent).

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Abstract

La invención consiste en un procedimiento para la obtención de bisfenol-A a partir de la descomposición de desechos de policarbonato elaborados con bisfenol-A, el cual incorpora tecnología de microondas para el calentamiento de la reacción. Dicho procedimiento consiste en preparar una solución alcalina en medio alcohólico que está constituida por hidróxido metálico en un alcohol, en donde el hidróxido puede ser de sodio o de potasio, y el alcohol es metanol, y en donde la solución es mezclada con los desechos de policarbonato que contienen bisfenol-A y colocada en un reactor, haciéndose reaccionar con agitación dentro de un equipo provisto de un generador de radiación de microondas para reacciones químicas manteniendo la temperatura entre 90 y 150°C, durante un tiempo comprendido entre 3 minutos a 10 minutos, preferentemente entre 5 y 7 minutos, para descomponer el policarbonato y conseguir el bisfenol-A.

Description

MÉTODO PARA LA OBTENCIÓN DE BISFENOL-A A PARTIR DE DESECHOS DE POLICARBONATO UTILIZANDO RADIACIÓN DE ICROONDAS
1. CAMPO Y OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se ha desarrollado en el campo de la Química, específicamente en el área del reciclaje de desechos plásticos y está referida a un método para la obtención de bisfenol-A a partir de la descomposición de desechos de policarbonato elaborados a partir de aquel compuesto, utilizando un proceso de calentamiento por radiación de microondas. Este proceso podrá ser aplicado en el sector de la industria plástica y de tratamiento de residuos plásticos.
2. PROBLEMA TÉCNICO Y ESTADO DE LA TÉCNICA
En los últimos años se viene generando un problema medioambiental causado por la acumulación de desechos plásticos en general, entre los cuales se encuentran los productos elaborados con policarbonato, como discos compactos, botellas, bidones, biberones, vidrios de seguridad, lentes ópticos, techos ligeros, entre otros. Este problema ha sido ocasionado por la intensificación de la producción y consumo de dicho polímero (sólo en el 2005 se produjeron 3.2 millones de toneladas de policarbonato a nivel mundial), sin la implementación de métodos eficientes de reciclaje de sus desechos. Muchos de estos productos contienen policarbonato elaborado a partir de bisfenol-A.
Por otro lado, existen inconvenientes referidos a la producción del bisfenol-A, conocido también como 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano o 4,4'-(propano-2,2-diil)difenol, debido a que es un compuesto químico que actualmente se obtiene a partir de derivados del petróleo (recurso no renovable), a través de un proceso de varias etapas que genera muchos subproductos.
Entre las propuestas existentes para reciclar el policarbonato elaborado a partir de bisfenol-A se tienen las siguientes: El trabajo de Lian-Chun Hu y colaboradores titulado: Alkali-catalyzed methanolysis of polycarbonate. A study on recycling of bisphenol A and dimethyl carbonate, describe un sistema de despolimerización de policarbonato elaborado a partir de bisfenol-A, que utiliza una mezcla de metanol con tolueno, hidróxido de sodio y bisulfito de sodio como medio de reacción. A esta mezcla se agregan pellets de policarbonato virgen (pedazos cilindricos de 3mm de largo x 1 .5mm de diámetro), la cual se deja reaccionar calentándola a 40, 50 y 60°C por periodos de tiempo de 340, 140 y 40 minutos, respectivamente. Luego, se vierte la mezcla en agua destilada fría o tolueno para precipitar el bisfenol-A, el cual, una vez obtenido, es filtrado. Este método reporta la recuperación de hasta un 96% de bisfenol-A.
Por otro lado, la patente US7750057B2 se refiere a un proceso que consiste en la disolución del policarbonato en un solvente orgánico clorado, su descomposición por la acción de una solución acuosa de un hidróxido de un metal alcalino, su re-disolución en agua, la formación de dos fases insolubles y su posterior separación. El producto se obtiene de la fase acuosa.
De igual manera, la patente 20070185309A1 se refiere a un método para la descomposición de policarbonato con agua en estado supercrítico o subcrítico, a temperaturas entre 374°C hasta 500°C y presiones entre 8MPa hasta 40MPa.
En una reciente publicación titulada: Environmentally friendly chemical recycling of poly(bsiphenol-A carbonate) through phase transfer-catalysed hydrolysis under microwave, Tsintzou y colaboradores reportan la degradación de policarbonato utilizando radiación de microondas. Señalan que, utilizando 5mL de una solución de hidróxido de sodio en agua al 5% (p/p) con 0.5g de policarbonato, en presencia de un catalizador (bromuro de trimetilhexadecilamonio), logran degradar hasta el 80% del policarbonato calentando la mezcla en un microondas por 40 minutos a 160°C. Además, señalan que utilizando una solución de hidróxido de sodio al 10% (p/p), el tiempo de calentamiento disminuye a 10 minutos, también a una temperatura de 160°C y en presencia del catalizador. Sin embargo, estos investigadores estudiaron la degradación del policarbonato, donde uno de los productos de degradación es el bisfenol-A, pero también mencionan otros subproductos formados en el resultado, como fenol, isopropilfenol y butilfenol. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención consiste en un procedimiento para la despolimerización (descomposición de los polímeros en moléculas más simples) de desechos de policarbonato (figura 1) producidos a partir de bisfenol-A (figura 2), en presencia de un alcohol y un álcali en un tiempo muy corto, gracias a la incorporación de tecnología de microondas.
Al finalizar la despolimerización, la mezcla de la reacción se vierte sobre agua para separar el producto con alta pureza, el cual es aislado por filtración.
4. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
El policarbonato a ser despolimerizado es el proveniente de desechos de policarbonato producidos a partir de bisfenol-A, como los provenientes de botellas y discos compactos, entre otros, los cuales pueden contener impurezas. Inicialmente, este material debe estar en trozos, con dimensiones entre 1mm y 10mm de máxima longitud de cada trozo.
El primer paso (a) consiste en la preparación de una solución alcalina en alcohol, la cual contiene entre 1 y 5% (p/p) del álcali, preferentemente entre 2 y 3% (p/p). El álcali puede ser un hidróxido metálico, preferentemente hidróxido de sodio o hidróxido de potasio. El alcohol es preferentemente metanol. El alcohol y el álcali deben ser, preferentemente, de grado para análisis. Por otro lado, si se desea evitar coloración en el producto final, se debe adicionar metabisulfito de sodio a la solución alcalina, entre un 0.2 a 0.5% (p/p) preferentemente 0.3% (p/p), asimismo, intercambiar el aire presente en el reactor de la etapa (c) por nitrógeno gaseoso.
En la etapa (b) se combinan en el reactor la solución alcalina con el policarbonato en trozos. Cada trozo con dimensiones entre 1 mm y 10mm de longitud, aunque las dimensiones podrían aumentar dependiendo del tamaño del reactor. La proporción de la mezcla es de 1mL a 5mL de solución alcalina por cada gramo de policarbonato, preferentemente entre 2mL y 3mL de solución por gramo de policarbonato.
En la etapa (c), el reactor, conteniendo la mezcla, es cerrado herméticamente y colocado dentro de un equipo provisto de un generador de microondas para reacciones químicas que posee sensores de temperatura y presión. El equipo posee un generador de radiación de microondas, preferentemente con una frecuencia de 2455 MHz. La reacción se lleva a cabo con agitación constante a temperaturas entre 90°C y 150°C, preferentemente entre 1 10°C y 120°C; y, a presiones entre 0.1 MPa y 1 .2MPa, por un tiempo entre 3 y 10 minutos, preferentemente entre 5 y 7 minutos. Durante este proceso, el policarbonato se descompone a bisfenol-A. Al final de este período, la mezcla de reacción se deja enfriar hasta alcanzar una temperatura entre 45°C y temperatura ambiente. En la etapa (d) se separan las impurezas u otros materiales insolubles presentes en la mezcla de reacción de (c) por un proceso de filtración. Esta filtración se puede realizar con papel de filtro de grado 1 (1 1 micrones). El filtrado se vierte en agua, utilizando un volumen de agua de 5 a 20 veces el volumen de la solución alcalina proveniente de la reacción, con agitación por 10 a 30 minutos a temperatura ambiente. Esto produce la precipitación del bisfenol-A. Por último, en la etapa (e) la mezcla se deja reposar por 30 minutos, se filtra con papel de filtro de grado 1 para recuperar el bisfenol-A en estado sólido y se deja secar. Los procesos de filtración se pueden realizar al vacío.
El bisfenol-A obtenido de la descomposición de policarbonato anteriormente descrita posee un punto de fusión de 156°C (similar al reportado en la literatura científica); presenta espectro infrarrojo (Figura 3) y de resonancia magnética nuclear, tanto de hidrógeno-1 , 1 H-RMN (Figura 4), como de carbono-13, 13C-RMN (Figura 5), en dimetilsulfóxido (DMSO) como solvente, iguales a los reportados en la literatura científica. Además, el espectro de masas (ionización por electrospray y detector de trampa de iones) del producto obtenido corresponde a lo esperado para el BPA (Figura 6). En él se observa el pico de (M-H)~, m/z de 227.2, y también se observa un pico a m/z de 455.1 correspondiente a (2M-H)", lo que equivale a la asociación de dos moléculas de BPA con pérdida de un protón. El policarbonato a ser despolimerizado puede ser policarbonato virgen fabricado a partir de bisfenol-A.
Los procedimientos descritos anteriormente como estado de la técnica presentan desventajas con respecto a la presente invención en los siguientes aspectos: El procedimiento reportado por Hu y colaboradores requiere de la utilización de tolueno como co-solvente en la reacción, este solvente es tóxico y cancerígeno. En la presente invención sólo se utiliza metanol (un solvente más económico y amigable con el medio ambiente); además, según Hu, el tiempo requerido de calentamiento para la reacción varía entre 40 minutos y 340 minutos, mucho mayor a los 3 minutos a 10 minutos del método propuesto. Por otro lado, los rendimientos de recuperación del bisfenol-A por el método propuesto alcanzan un 90%, lo cual es comparable al método de Hu (96%), si se toma en cuenta que ellos utilizaron muestras de policarbonato virgen, en vez de policarbonato proveniente de desechos (discos compactos y bidones), por lo que sin la presencia del policarbonato virgen no se llegaría a este rendimiento. Además, el procedimiento descrito por Hu no incluye el empleo de un equipo generador de microondas.
El método de la patente US7750057B2 utiliza una cantidad considerable de un solvente orgánico clorado (tóxico y no amigable con el medio ambiente) para disolver el policarbonato y una solución altamente concentrada del hidróxido metálico (45% a 55%, p/p). El método que hemos propuesto utiliza hidróxido de sodio en una baja- concentración (2.2%). Por otro lado, el tiempo declarado para el proceso de esa patente es de varias horas (más de 10 horas), mientras que el propuesto es de menos de 10 minutos. Además, el procedimiento descrito en esta patente no incluye el empleo de un equipo generador de microondas.
Si bien la patente US20070185309A1 no requiere el uso de solventes orgánicos como los métodos anteriores pues utiliza solo agua como solvente, es necesario que ésta se encuentre en (o muy cerca de) su punto crítico (374°C y 22.06MPa). Estas condiciones hacen necesario el uso de equipamiento especial y costoso. Además, según se reporta en la misma patente, dadas las condiciones extremas, si bien el tiempo de reacción es muy corto (1 a 5 minutos), es crucial detener la reacción oportunamente pues se generan subproductos rápidamente. En comparación, el método propuesto requiere de presiones mucho menores, de alrededor de 0.7MPa. Además, el procedimiento descrito en esta patente no incluye el empleo de un equipo generador de microondas.
El procedimiento de Tsintzou y colaboradores utiliza soluciones acuosas de hidróxido de sodio como medio de reacción, pero requiere el uso de un catalizador de transferencia de fases. En ese estudio se demostró que sin la presencia del catalizador (bromuro de trimetilhexadecilamonio), la degradación del policarbonato es muy limitada (de menos del 25%). En cuanto a la concentración del hidróxido de sodio, sus resultados muestran que requieren de un mínimo de 5% de concentración (p/p) para lo cual necesitan llevar a cabo la reacción a 160°C por 40 minutos; si la concentración del álcali se eleva al 10% (p/p), el tiempo de reacción se reduce a 10 minutos a 160°C. En comparación, el método propuesto utiliza metanol en vez de agua, una concentración del álcali menor al 5% (p/p), una temperatura menor (120°C) y también un menor tiempo de reacción (5 minutos). Además, no requiere el uso de un catalizador de transferencia de fases. Otra diferencia importante es la relación entre el policarbonato y el medio de reacción, en el procedimiento de Tsintzou y colaboradores, se utilizó 10 partes del medio de reacción (solución alcalina) con una parte de policarbonato (relación 10:1). En el método propuesto, esa proporción es 2:1. Un punto importante a notar es que los resultados de los procedimientos de Tsintzou y colaboradores consisten en el 80% de degradación del policarbonato (dando lugar a la formación de oligómeros y alrededor de un 60% de bisfenol-A) y no del 90% de rendimiento de formación de bisfenol-A, como se reporta en el método propuesto.
Por lo tanto, las ventajas del método propuesto se resumen en lo siguiente: · Evita utilizar solventes orgánicos derivados de recursos no renovables y dañinos para el medio ambiente, pues solo utiliza metanol en la solución alcalina y agua en la etapa de filtración.
• Reduce sustancialmente el tiempo de reacción (entre 3 y 10 minutos).
• Alcanza un alto rendimiento sin la formación de subproductos importantes.
· El procedimiento no es afectado si existen impurezas en el policarbonato, por ejemplo, para el caso de discos compactos.
5. EJEMPLOS DE REALIZACIÓN Ejemplo de realización 1
Policarbonato de discos compactos.
En un reactor de vidrio se agregó 0.0250 g de metabisulfito de sodio. Se adicionaron 10mL de una solución de hidróxido de sodio en metanol (2.2% p/p de hidróxido de sodio). El metanol utilizado fue de grado para análisis. Se adicionó un magneto recubierto por teflón para la agitación. Por último, se agregó 5.0158g de policarbonato de discos compactos (en trozos con dimensiones entre 1 y 10 mm). Se desplazó el aire dentro del reactor utilizando una corriente de nitrógeno antes de cerrarlo. El reactor (cerrado herméticamente) fue colocado en un equipo microondas para reacciones y se calentó hasta alcanzar una temperatura de 120°C y se mantuvo dicha temperatura por 5 minutos y por último se enfrió hasta 45 °C antes de retirarlo del equipo. Al retirar el reactor del equipo se observó la completa desaparición de los trozos de policarbonato y la presencia de una solución de color guinda oscuro. Esta solución fue filtrada al vacío y con un papel filtro de grado 1 (1 1 micrones), reteniéndose sólido remanente (principalmente el exceso de hidróxido de sodio en estado sólido y otros materiales presentes en los discos compactos). El filtrado se vertió sobre 200ml_ de agua destilada a temperatura ambiente en agitación por 30 minutos. Se observó la precipitación de bisfenol-A, como un sólido blanquecino. Luego, se dejó reposar la suspensión por 30 minutos antes de una nueva filtración al vacío, con otro papel filtro de grado 1 , para recuperar el bisfenol-A formado. El producto filtrado se dejó secar. El rendimiento obtenido de la reacción fue 89.7 % (p/p). El punto de fusión del producto fue de 156°C.
Ejemplo de realización 2
Policarbonato de discos compactos.
La reacción se llevó a cabo de manera idéntica a la del ejemplo 1 con un tiempo de reacción de 3 minutos a 120°C. El rendimiento alcanzado fue de 88.5% (p/p).
Ejemplo de realización 3
Policarbonato de bidones.
La reacción se llevó a cabo de manera similar a la del ejemplo 1 pero utilizando trozos de bidones de policarbonato, de iguales dimensiones. El rendimiento alcanzado fue de 92.6% (p/p).
Ejemplo de realización 4
Policarbonato de bidones, menor temperatura.
La reacción se llevó a cabo de manera similar a la del ejemplo 2 pero limitando la temperatura a 90°C. El rendimiento alcanzado fue de 68.6% (p/p). Ejemplo de realización 5
Policarbonato de discos compactos con etanol. La reacción se llevó a cabo de manera similar a la del ejemplo 1 pero reemplazando el metanol por etanol. Al concluir la reacción se observaron restos no reaccionados de policarbonato, y al verter la mezcla filtrada sobre agua destilada, se formó una fase líquida no soluble en agua (carbonato de dietilo) y no se observó la precipitación de bisfenol-A en dicho sistema.
Ejemplo de realización 6
Policarbonato de discos compactos, con etanol y más tiempo de reacción.
La reacción se llevó a cabo de manera similar a la del ejemplo 1 reemplazando el metanol por etanol y con un tiempo de reacción de 10 minutos a 150 °C. Al concluir la reacción ya no se observaron restos de policarbonato, pero al verter la mezcla filtrada sobre agua destilada, nuevamente se formó una segunda fase y no se observó la precipitación de bisfenol-A en dicho sistema. Por lo tanto, de acuerdo con los ejemplos 5 y 6, se comprobó que el metanol, en comparación con el etanol, era el solvente más apropiado para la obtención del bisfenol-A en el procedimiento de la invención.
Ejemplo de realización 7
Policarbonato de discos compactos con etilenglicol.
En un reactor de vidrio se agregó 0.0250 g de metabisulfito de sodio. Se adicionaron 10mL de una solución de hidróxido de sodio en etilenglicol (2.2% p/p de hidróxido de sodio). El etilenglicol utilizado fue de grado para análisis. Se adicionó un magneto recubierto por teflón para la agitación. Por último, se agregó 5.0188g de policarbonato de discos compactos (en trozos con dimensiones entre 1 y 10 mm). Se desplazó el aire dentro del reactor utilizando una corriente de nitrógeno antes de cerrarlo. El reactor (cerrado herméticamente) fue colocado en un equipo microondas para reacciones y se calentó hasta alcanzar una temperatura de 120 °C y se mantuvo dicha temperatura por 10 minutos y se enfrió hasta 45 °C antes de retirarlo del equipo. Al retirar el reactor del equipo no se observó la completa desaparición de los trozos de policarbonato. El reactor" fue colocado nuevamente dentro del equipo microondas y se calentó hasta alcanzar una temperatura de 150 °C. Se mantuvo dicha temperatura por 10 minutos y luego se enfrió a 45 °C. Al retirar el reactor del equipo aún se observaban restos sólidos de policarbonato. Esta suspensión fue filtrada al vacío y con un papel filtro de grado 1 (11 micrones), reteniéndose el sólido remanente (principalmente el exceso de policarbonato). El filtrado se vertió sobre 200 mL de agua destilada a temperatura ambiente en agitación por 30 minutos. Se observó la precipitación de bisfenol-A, como un sólido blanquecino. Luego, se dejó reposar la suspensión por 30 minutos antes de una nueva filtración al vacío, con otro papel filtro de grado 1 , para recuperar el bisfenol- A formado. El producto filtrado se dejó secar. El rendimiento obtenido de la reacción fue 21.4 % (p/p).
Ejemplo de realización 8
Policarbonato de discos compactos con agua.
La reacción se llevó a cabo de manera similar a la del ejemplo 7 pero reemplazando el etilenglicol por agua y con el segundo ciclo de calentamiento a 180°C en lugar de 150°C. Tras el primer ciclo de calentamiento no se observó cambio alguno en los pedazos de policarbonato. En el segundo ciclo se alcanzó la presión límite del equipo de 3MPa, por lo que la reacción se detuvo tras aproximadamente 5 minutos. El rendimiento alcanzado fue de tan sólo 41%.
Por lo tanto, de acuerdo con los ejemplos 7 y 8, se comprobó que tanto el uso de etilenglicol y agua en comparación con el metanol, no superan el 41 % de rendimiento de obtención de bisfenol-A.
6. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Figura 1 : Estructura química de policarbonato fabricado a partir de bisfenol-A.
Figura 2: Estructura química del bisfenol-A.
Figura 3: Espectro infrarrojo del producto obtenido (pastilla de KBr).
Figura 4: Espectro de resonancia magnética nuclear, 1H-RMN (300 MHz), del producto obtenido (en dimetilsulfóxido-d6, DMSO, como solvente). Figura 5: Espectro de resonancia magnética nuclear, 13C-RMN (75 MHz), del producto obtenido (en dimetilsulfóxido-d6, DMSO, como solvente).
Figura 6. Espectro de masas (ionización por electrospray y detector de trampa de iones) del producto obtenido.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la descomposición de desechos de policarbonato fabricados a partir de bisfenol-A, caracterizado porque comprende:
a) Preparar una solución alcalina en alcohol, la cual contiene entre 1 % y 5%
(p/p) de álcali y metanol;
b) combinar la solución alcalina con desechos de policarbonato en un reactor, donde la proporción de la mezcla es de 1ml_ a 5ml_ de solución alcalina por cada gramo de desecho de policarbonato;
c) cerrar el reactor herméticamente con la solución alcalina y colocarlo dentro de un equipo provisto de un generador de radiación de microondas con una frecuencia de 2455MHz, en donde la reacción se lleva a cabo con agitación constante a una temperatura entre 90° y 150°C y a una presión entre 0.1 MPa y 1.2MPa por un tiempo entre 3 y 10 minutos, para descomponer el bisfenol-A; y, al final de este período, la mezcla de reacción se deja enfriar hasta alcanzar una temperatura entre 45°C y temperatura ambiente;
d) filtrar con papel de filtro grado 1 (11 micrones), y luego el filtrado se vierte en agua utilizando un volumen de agua de 5 a 20 veces el de la solución alcalina proveniente de la reacción, con agitación por 10 minutos a 30 minutos a temperatura ambiente; y
e) dejar reposar la mezcla por 30 minutos, filtrar nuevamente para recuperar el bisfenol-A en estado sólido y dejar secar.
2. Procedimiento para la descomposición de desechos de policarbonato fabricados a partir de bisfenol-A de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque en la etapa a) el álcali se encuentra preferentemente entre 2% y 3% (p/p).
3. Procedimiento para la descomposición de desechos de policarbonato fabricados a partir de bisfenol-A de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la etapa a) el álcali es un hidróxido metálico, preferentemente hidróxido de sodio o hidróxido de potasio.
4. Procedimiento para la descomposición de desechos de policarbonato fabricados a partir de bisfenol-A de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la etapa b) la proporción de mezcla de la solución alcalina con los desechos de policarbonato es preferentemente entre 2ml_ y 3mL de solución por gramo de desecho de policarbonato.
5. Procedimiento para la descomposición de desechos de policarbonato fabricados a partir de bisfenol-A de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la etapa c) la temperatura es preferentemente entre 110°C y 120°C.
6. Procedimiento para la descomposición de desechos de policarbonato fabricados a partir de bisfenol-A de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la etapa c) el tiempo es preferentemente entre 5 y 7 minutos.
7. Procedimiento para la descomposición de desechos de policarbonato fabricados a partir de bisfenol-A de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la etapa d) los procesos de filtración se realizan al vacío.
8. Procedimiento para la descomposición de desechos de policarbonato fabricados a partir de bisfenol-A de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la etapa a) se incorpora entre 0.2% a 0.5% (p/p) de metabisulfito de sodio, en la solución alcalina en medio alcohólico; y, en el paso c) se sustituye el aire en el reactor por nitrógeno.
9. Procedimiento para la descomposición de desechos de policarbonato fabricados a partir de bisfenol-A de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la etapa a) se incorpora preferentemente 0.3% (p/p) de metabisulfito de sodio, en la solución alcalina en medio alcohólico.
10. Procedimiento para la descomposición de desechos de policarbonato de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los desechos pueden ser reemplazados por policarbonato de bisfenol-A puro o virgen.
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