Výskyt Kyseliny Tereftalové v Přírodě a Její Recyklace

Aniž si to možná uvědomujeme, stala se chemie v nejrůznějších podobách součástí života. Kromě toho, že mnohdy zvyšuje naše pohodlí, přináší i mnoho rizik pro životní prostředí i pro lidské zdraví. Abychom mohli mít z chemických látek kolem nás co největší přínos a co nejmenší škody, musíme co nejlépe znát jejich vlastnosti a měli bychom se snažit jejich využití regulovat svým rozumem a vhodnými zákony.

Jednotlivé druhy odpadů se postupně stávají zdrojem druhotných surovin pro průmyslovou výrobu. Jedním z významných druhů využitelných odpadů jsou plasty. Mezi nimi dominuje polyethylentereftalát (PET). Ročně v ČR vzniká okolo 60 000 tun odpadu PET a jeho množství každoročně vzrůstá. Z celkového objemu odpadu PET je asi 20 000 tun recyklováno a zbytek je ukládán na skládkách, v nejhorším případě je spalován v malých tepelných zdrojích.

Polyethylentereftalát je výborným materiálem pro výrobu hygienicky nezávadných potravinářských obalů. Základní surovinou pro jeho výrobu je kyselina tereftalová, která je získávána zpracováním ropy - tedy primárního neobnovitelného přírodního zdroje. Ceny ropy a ropných derivátů jsou ovlivněny geopolitickou nestabilitou těžebních lokalit a jejich omezenými zásobami. Proto jejich ceny mají, a v následujících letech budou mít, trvale vzestupný trend na světovém trhu.

Polyethylentereftalát je vyráběn polykondezací kyseliny tereftalové a ethylenglykolu. Takto vytvořený materiál je charakterizován řadou výborných užitných vlastností - hygienická nezávadnost, pružnost, mechanická pevnost, odolnost proti vyšším teplotám atp. Proto je využíván na řadu finálních výrobků, jako jsou obalové materiály (zejména nápojové lahve), tkaniny, fólie atd. Po ukončení životnosti se výrobky stávají odpadem.

Sběr odpadních plastů a jejich následná recyklace je řešena na řadě úrovní různými technickými způsoby, včetně příslušných legislativních opatření. V současné době používané recyklační pochody jsou technologicky rozmanité a lze jimi upravovat odpad do různé hloubky přeměny. Přepracovaný odpad pak tvoří vsázkovou surovinu pro další zpracovatelské postupy. Záměrem realizovaných postupů je snaha o dosažení totální recyklace, tj. přepracování až na úroveň výchozích surovin.

Čtěte také: Přírodní zdroje soli

Metody recyklace PET

Pracovníci Výzkumného ústavu pro hnědé uhlí, a. s., v Mostě vyvinuli v posledních dvou letech dva způsoby recyklace odpadního PET, založené na odlišných principech. Oba tyto postupy spojuje oproti doposud známým recyklačním postupům významná výhoda - odpadní PET není nutné čistit, ani oddělovat příměsi, tj. polyethylen, používaný na výrobu víček, nebo etikety, vyráběné z papíru či polyethylenu.

První z obou způsobů recyklace odpadního PET je chráněn patentem CZ 296343 "Způsob fyzikálně-chemické recyklace odpadního polyethylentereftalátu". Recyklační způsob využívá energetického působení vysokofrekvenčního záření (mikrovlnné záření) k destrukci struktury PET ve vodném kyselém prostředí za vzniku suspenze kyseliny tereftalové o čistotě přes 99 % s výtěžností procesu okolo 96 %.

Druhý způsob, u něhož jsou již prováděny poloprovozní zkoušky, je chráněn patentem CZ 296379 "Způsob přepracování odpadního polyethylentereftalátu jeho tepelným rozkladem". Tento způsob je založen na tepelném rozkladu netříděného, znečištěného odpadního PET za přesně definovaných tepelných podmínek. Produktem tepelného rozkladu je směs kyseliny tereftalové a benzoové v poměru 95 : 5 (%) a pevný uhlíkatý zbytek.

Dalším produktem tepelného rozkladu je uhlíkatý zbytek, využitelný pro celou řadu technických aplikací. Pevný uhlíkatý zbytek z tepelného rozkladu odpadního PET je technicky velmi čistý. V závislosti na podmínkách rozkladu je obsah uhlíku 90 až 94 %. Tento uhlík je sytě černý, lesklý, s nízkou měrnou hmotností, poměrně pevný, ale křehký, na lomu vysoce kovově lesklý, se silně porézní strukturou.

Využití uhlíkatého zbytku

Uhlíkatý skelet může být dále zušlechťován pro další použití, například pro účely nauhličování oceli, či jako sorbent. Pro pokusy s nauhličováním oceli byl použit uhlíkatý skelet o obsahu 96 % uhlíku, který byl zrnitostně upraven. Metalurgický průmysl požaduje u nauhličovadel nízký obsah dusíku, snížení obsahu prchavé hořlaviny a síry. Z laboratorních testů provedených VŠB Ostrava vyplývá, že nauhličovadlo vyrobené z pevného uhlíkatého zbytku z tepelného rozkladu odpadního PET tyto obecné požadavky splňuje. Hodnota stupně nauhličení αc charakterizující přechod uhlíku do taveniny, dosahuje příznivě vysoké hodnoty 1100 a stupeň využití uhlíku εc se blíží 92 %, což jsou výrazně vyšší hodnoty, než vykazují běžně používaná nauhličovadla.

Čtěte také: Výskyt rtuti v přírodě

Výzkum uhlíkatého skeletu byl dále zaměřen na studium vztahů a pochodů aktivace vedoucích ke zvýšení měrného povrchu a objemu pórů. Testována byla různá aktivační média, vliv doby aktivace a zrnitostního složení na velikost měrného povrchu a objem pórů. V závislosti na podmínkách aktivace bylo dosaženo povrchu kolem 1200 m2/g a objemu pórů 0,65 cm3/g. Podle snímků z elektronového mikroskopu na povrchu uhlíkatého skeletu převažují mikropóry s charakteristickým lahvičkovitým tvarem. Tato charakteristika předurčuje sorbent pro použití k sorpci či dělení organických látek, a to již od relativně nízkých molekulových hmotností.

Co se s PET lahví děje, když ji vyhodíme?

PET láhve jsou všude, protože jsou levné a jejich materiál výborně drží tekutiny a plyny, aniž by měnil jejich chuť. Byly vyvinuty v sedmdesátých a osmdesátých letech minulého století velkými výrobci potravinářských obalů. Pevnost a trvanlivost PET lahvím dává jejich chemická struktura. PET je zkratka pro polyethylentereftalát. Je to polymer, řetězová struktura mnohokrát se opakujících jednotek.

Proces recyklace PET lahví

Roztříděné láhve přijdou do lisu, kde se slisují a vzniknou balíky, vážící 250 kilogramů každý. Tyto balíky putují do fabriky, kde se oddělují PET láhve a kousky jiných plastů, především PVC. PET láhve směřují do mlýna a v harmonikových separátorech se v proudu vzduchu znovu oddělují kousíčky fólií PVC od PETu. V další části linky se drť noří do roztoku. Na konci linky se směs PETových vloček třídí podle jejich barvy ve světelném separátoru. Zpracují se do formy granulí a vyrábí se z nich spousta nových plastových výrobků.

Využití recyklovaných PET lahví

• Naplnit PET láhev vodou a ponořit do staršího splachovače, který nemá tlačítko pro úsporné splachování.
• Pro milovníky přírody a především ptactva našich zahrad a parků je tu návod na stavbu jednoduchého ptačího krmítka.
• Trychtýř čili nálevka z PET láhve je praktická věc, například pro dolévání vody do nádobky ostřikovače čelního skla vašeho auta.

Kyselina ftalová je aromatická dikarboxylová kyselina patřící do široké skupiny organických sloučenin. Ve světě chemie se s ní můžeme setkat pod názvy jako benzen-1,2-dikarboxylová kyselina, kyselina benzen-1,2-dikarboxylová nebo anglicky phthalic acid. Podle standardního systému CAS je její číslo 88-99-3. Systematický název kyseliny ftalové je kyselina benzen-1,2-dikarboxylová. Její chemický vzorec je C₈H₆O₄ a molární hmotnost činí přibližně 166,13 g/mol. Za běžných podmínek se jedná o bílou, krystalickou látku, která se při zahřátí může sublimovat. Je prakticky bez zápachu a její teplota tání je přibližně 207 °C.

Kyselina ftalová je izomerním partnerem kyseliny izoftalové a kyseliny tereftalové - všechny tři látky mají dvě karboxylové skupiny navázané na benzenové jádro, ale v různých pozicích. Kyselina ftalová je významným chemickým meziproduktem. Ve své anhydridové formě (ftalanhydrid, CAS 85-44-9) slouží jako klíčová surovina pro výrobu změkčovadel plastů, zejména ftalátových esterů, které se přidávají do PVC, aby byl ohebný a mechanicky odolný. Další oblastí využití jsou barviva a pigmenty. Z kyseliny ftalové se syntetizují ftalocyaninové barvy, které vynikají vysokou stálostí vůči světlu i teplotám a nacházejí uplatnění v tiskařství, automobilovém průmyslu i při výrobě plastů.

Čtěte také: Recyklace kyseliny tereftalové

V přírodě se kyselina ftalová prakticky nevyskytuje - jde o čistě syntetickou látku. Průmyslová výroba probíhá oxidací naftalenu nebo o-xylenu s využitím katalyzátorů (například oxidů vanadu) při zvýšené teplotě. Moderní technologie umožňují vyrábět ftalové deriváty s vysokou čistotou a výtěžností.

Samotná kyselina ftalová se považuje za relativně málo toxickou, ale při manipulaci s většími množstvími je doporučené používat ochranné rukavice a brýle. Při zahřátí může docházet ke vzniku výparů, které mohou dráždit dýchací cesty. Významnější obavy se objevují v souvislosti s některými odvozenými sloučeninami, zejména ftaláty sloužící jako změkčovadla. Některé z nich, jako např. DEHP (di(2-ethylhexyl)ftalát), byly klasifikovány jako potenciální endokrinní disruptory a mohou negativně ovlivňovat hormonální systém. Evropská unie jejich použití v některých výrobcích omezuje.

Z hlediska ekologie je vhodné minimalizovat únik ftalátů do životního prostředí, kde mohou představovat riziko pro vodní organismy. Jedním z běžných životních setkání s kyselinou ftalovou je nepřímo skrze výrobky z měkčeného PVC, například některé hračky, podlahoviny nebo sprchové závěsy. V minulosti byla velmi rozšířená výroba plastových obalů obsahujících ftaláty, než se začalo diskutovat o jejich možných zdravotních dopadech. Díky této debatě se zvýšil zájem o tzv.

Z historického hlediska byla kyselina ftalová poprvé připravena v 19. století oxidací naftalenu a od té doby se stala základem pro vývoj celého spektra ftalových derivátů. Její racionálně pojmenovaná skupina - ftaláty - se z industrializace 20.

Kyselina ftalová (phthalic acid) je významná aromatická dikarboxylová kyselina využívaná především jako základní surovina pro průmyslovou výrobu plastů, barviv a změkčovadel. Přestože samotná látka není vysoce toxická, některé její deriváty, zejména ftaláty, mohou vyvolávat zdravotní a ekologické obavy. Díky svým specifickým chemickým vlastnostem však zůstává nepostradatelnou součástí mnoha technologických procesů a výrobků.

tags: #výskyt #kyseliny #tereftalové #v #přírodě

Oblíbené příspěvky:

• Tipy na trávení volného času v přírodě
• Soudní spory o ovzduší v Ostravsku
• Jak vyčistit odpad myčky Siemens?
• Živočišný protein z hmyzu
• Exploring Czech Nature