Estudio cinético de la descomposición térmica de plásticos de poliestireno (PS) reciclado

El estudio cinético de la degradación isotérmica del polímero poliestireno reciclado se llevó a cabo mediante la evaluación del comportamiento del mismo durante la experimentación en un equipo TGA1 STAR system, de muestras de entre 10-15 miligramos sometidos a las condiciones de temperatura de 25-900 grados centígrados, a tres tasas de calentamiento diferentes de 5, 10 y 15 °C por minuto y en un ambiente inerte de nitrógeno donde se registraron los datos de variación de masa en función de la conversión, indicando las variables de temperatura y conversión el punto máximo de degradación. A través de un análisis comparativo entre los modelos matemáticos isoconversionales de Friedman, KAS y Starink, se estudió la influencia de las tasas de calentamiento y el peso de la muestra mediante la determinación de los parámetros cinéticos (la energía de activación y el factor pre exponencial) y temperaturas características en función del grado de degradación del poliestireno. El poliestireno se caracteriza por tener un mecanismo de reacción que sigue una ruta de escisión aleatoria durante la degradación térmica, y el modelo cinético que mejor se ajustó al tipo de plástico bajo estudio es el modelo de Friedman exhibiendo los valores de 174, 193 y 188 kilojulios por unidad de mol para la energía de activación y 1,34E+12, 4,78E+13, 4,31E+12 por segundo para valores del factor pre exponencial para 5, 10 y 15 grados centígrados por minuto respectivamente. Se han propuesto explicaciones teóricas de la variación de los parámetros térmicos y cinéticos para justificar la elección del modelo cinético adecuado.The kinetic study of the isothermal degradation of the recycled polystyrene polymer was done by evaluating its behavior during experimentation in a TGA1 STAR system, of samples between 10-15 milligrams subjected to the temperature conditions of 25-900 degrees centigrade, at three different heating rates of 5, 10 and 15 degrees centigrade per minute and in an inert nitrogen environment where the mass variation data was recorded as a function of the conversion, the temperature and conversion variables indicating the maximum degradation point. Through a comparative analysis between the isoconversional mathematical models of Friedman, KAS and Starink the influence of the heating rates and the weight of the sample was studied by determining the kinetic parameters (the activation energy and the pre-exponential factor) and characteristic temperatures as a function of the degree of degradation of the polystyrene. Polystyrene is characterized by having a reaction mechanism that follows a random cleavage route during thermal degradation. The kinetic model that best adjusted to the type of plastic under study is the Friedman model exhibiting the values of 174, 193 and 188 kilojoules per unit mole for the activation energy and 1.34E + 12, 4.78E + 13, 4.31E + 12 per second for values of the pre-exponential factor for 5, 10 and 15 degrees centigrade per minute, respectively. Theoretical explanations of the variation of the thermal and kinetic parameters have been proposed to justify the choice of the appropriate kinetic model