Síntesis asistida por microondas desoxidados obtenidos a partir de lípidos de lodos de aguas residuales domiciliarias para el desarrollo de resinas epóxicas

• A Echeverria Departamento de Procesos Industriales, Facultad de Ingeniería, Universidad Católica de Temuco, Temuco, Chile
• L Romero Departamento de Procesos Industriales, Facultad de Ingeniería, Universidad Católica de Temuco, Temuco, Chile
• P Hidalgo Departamento de Procesos Industriales, Facultad de Ingeniería, Universidad Católica de Temuco, Temuco, Chile
• A Sanchez Departamento de Procesos Industriales, Facultad de Ingeniería, Universidad Católica de Temuco, Temuco, Chile
• Renato Hunter Departamento de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería,Universidad de La Frontera, Casilla 54-D, Temuco, Chile

Abstract

Este estudio propone evaluar el uso de lodos de aguas residuales domiciliarias para la obtención de lípidos epoxidados, utilizando irradiación por microondas para ser utilizados como resinas epóxicas.  El contenido en lípidosde los lodos del desengrasadorfue de 47,39%, de los cuales el 19,40% corresponde a ácidos grasos. Respecto al perfil de ácidos grasos, el 47,39 % de la muestra totalestá compuesta de ácidos grasos insaturados, formado mayoritariamente por C18:1, además la fracción insaturada está formadaprincipalmenteporC16:0 y C18:0. El índice de yodo de los lípidos esde 137,31 g l₂/100g y el porcentaje máximo de oxígeno oxirano teórico correspondiente al potencial epoxidablefue de 7,96%. En general, el lodo del desengrasadormostró un alto potencial para producir epoxidados, bajo las condiciones de estudio se logró obtener una conversión a oxígeno oxirano del 60,93%.Sin embargo, se necesitan más ajustes técnicos para alcanzaruna mayor conversión. De la cinética de epoxidación en base a un modelo pseudo-homogéneo, la constante de velocidad de reacción fue 0,0027 × 10^-6 L ∙ mol-1 ∙ s-1.Por otro lado, de la evaluación térmica de los epoxidados la temperatura de máxima descomposición se alcanzó a los 378,7°C.

References

Xia, Y., Larock, R.C.: "Vegetable oil-based polymeric materials: synthesis, properties, and applications". Green Chem., Vol. 12: (2010), 1893-1909.

Rao, N.,Kaujalgikar, S.,Chaudhary, B.I., Bhide, S., Morye, S., Agashe, S. : "Epoxidized fatty acid alkyl ester plasticizers and methods for making epoxidized fatty acid alkyl ester plasticizers", Google Patents, WO/2014/072987(2014).

Cai, C., Dai, H., Chen, R.,Su, C., Xu, X., Zhang, S., Yang, L.:"Studies on the kinetics of in situ epoxidation of vegetable oils", Eur. J. Lipid Sci. Technol., vol. 110, (2008), 341-346.

Vlček, T., Petrović, Z.S. : "Optimization of the chemoenzymatic epoxidation of soybean oil", J. Am. Oil Chem.' Soc., Vol. 83, (2006), 247-252.

Lam, M.K.,Lee, K.T., Mohamed, A.R.: "Homogeneous, heterogeneous and enzymatic catalysis for transesterification of high free fatty acid oil (waste cooking oil) to biodiesel: a review", Biotechnol. Adv., Vol. 28 (2010), 500-518.

Samper, M.D., Petrucci, R.,Sánchez-Nacher, L.,Balart, R., Kenny, J.M.: "New environmentally friendly composite laminates with epoxidized linseed oil (ELO) and slate fiber fabrics", Compos. Part B-Eng. , Vol. 71, (2015), 203-209.

Tyagi, V.K., Lo, S.-L. : "Sludge: a waste or renewable source for energy and resources recovery?", Renew. Sust. Energ. Rev., Vol. 25, (2013), 708-728.

AOCS:"AOCS Methods For Biodiesel Feedstock Quality, Official Methods and Recommended Practices of the AOCS", 6th Edition, 2nd Printing, (2012).

AOCS:"Official and tentative Methods of the American Oil Chemists' Society", Vol. 1 and 2, Third Edition, Champaign, Ill., (1973).

AOCS: "Oxirane Oxygen , AOCS Cd 9-57", Champaing, (1997).

Hidalgo, P.,Navia, R., Hunter, R., Gonzalez, M., Echeverría, A. : "Development of novel bio-based epoxides from microalgae Nannochloropsis gaditana lipids", Compos. Part B-Eng. , Vol. 166, (2019), 653-662.

L. Gan, S. Goh, K. Ooi, Kinetic studies of epoxidation and oxirane cleavage of palm olein methyl esters, J. Am. Oil Chem.' Soc. , 69 (1992) 347-351.

Aguilera, A.F.,Tolvanen, P.,Eränen, K., Leveneur, S., Salmi, T.: "Epoxidation of oleic acid under conventional heating and microwave radiation", Chem. Eng. Process., Vol.102, (2016), 70-87.

Casabó, J.,Gispert, I.: " Estructura atómica y enlace químico". Ed. Reverte, Barcelona, (1996).

Li, Y., Yang, L.,Zhang, H., Tang, Z.: "Synthesis and curing performance of a novel bio-based epoxy monomer from soybean oil", Eur. J. Lipid Sci. Technol. , Vol. 119, (2017), 1600429.