Recycling of PET fabric waste into biodegradable copolyester PBAET – synthesis, characterization and biodegradation

Sammanfattning

Textilavfall, och i synnerhet polyesterbaserade material, utgör en växande miljöutmaning på grund av låg återvinningsgrad och långvarig beständighet i miljön. De stora volymer som produceras och kastas årligen saknar idag både infrastruktur och metoder för att bli till nya fibrer eller användas som andra material. I detta masterarbete utvecklades en enkel enstegssyntes via transesterifiering för att framställa poly(butyladipat-etylentereftalat) (PBAET)-sampolyestrar från avfall från PET-tyger, PET-granulat och hydroxyl-terminerat poly(butyladipat) (PBA). Fem sampolyestrar med varierande PET/PBA-viktsförhållanden (50/50, 65/35, 35/65) framställdes och karakteriserades. De genomsnittliga molekylvikterna (Mn) varierade mellan 10 000 och 17 300 Da. Sampolymerernas kemiska struktur bekräftades med NMR- och FT-IR-spektroskopi. Flexibla filmer tillverkades genom lösningsmedelsgjutning och varmpressning och de termiska och mekaniska egenskaperna samt biologisk nedbrytbarhet utvärderades systematiskt. Ett ökat PET-innehåll förbättrade den termiska och mekaniska stabiliteten: elastiska modulen varierade mellan 20 och 150 MPa, brottöjning mellan 9.4% och 27%, och draghållfasthet mellan 1.2 och 10.4 MPa. Nedbrytningsstudier visade att provet med 35 vikt-% PET uppvisade störst massförlust — 8.4% vid rumstemperatur och ≥ 28 % vid 55 °C över fem veckor i jord. Enzymatisk nedbrytning med Candida rugosa-lipas resulterade i en massförlust på 1.4–5.6% under nio dagar, medan kontrollproverna förblev stabila. Dessa resultat visar att avfall från PET-textilier kan uppgraderas till PBAET-sampolyestrar med egenskaper jämförbara med kommersiell PBAT, vilket erbjuder en lovande väg mot mer hållbara material. Framtida arbete bör fokusera på att optimera nedbrytningshastigheten och ytterligare förbättra de mekaniska egenskaperna.