Biszfenol-A monomer előállítása poli(biszfenol-A)-karbonát hidrotermális depolimerizációjával
Korunk nagy kihívása a folyamatosan növekvő gazdaság igényeinek, és környezetünk véges erőforrásainak összehangolása. A műanyagok esetén számos különleges tulajdonságuk mellett jelentős problémát jelent, hogy lebomlásuk a természetben sokszor nehezen, vagy egyáltalán nem megy végbe, emellett a környezetbe kikerülő műanyaghulladék sokféle környezetvédelmi és egészségügyi kockázatot hordoz. A műanyagok újrahasznosítása lehetőséget teremt a hulladék visszacsatornázására a gazdaság vérkeringésébe alapanyagként. Fontos eszköz ebben a törekvésben a közvetlen újrafelhasználás mellett a konverziós technológiák területe, vagyis a műanyaghulladék kémiai átalakítása az ipar számára hasznosítható anyagokká. A konverziós technológiák csoportjába tartozik a hidrotermális depolimerizáció, melynek lényege, hogy az alapanyagot magas hőmérsékletű és nyomású vízben reagáltatva a polimer monomerjét, vagy más értékes bomlástermékeit nyerjük vissza.
A poli(biszfenol-A)-karbonát egy műszaki műanyag, különleges tulajdonságai miatt speciális alkalmazási területei az autóipartól az optikai adathordozókig terjednek. Az irodalomban csak szakaszos hidrotermális depolimerizációját vizsgálták jellemzően 250-350 °C hőmérsékleten 1-2 órás reakcióidő mellett. Sokféle és nagymennyiségű oldott bomlástermék keletkezését figyelték meg 5-8,24% maximális biszfenol A monomerhozam mellett. [1-2]
Dolgozatom célja egy olyan eljárás fejlesztése, melyben a poli(biszfenol-A)-karbonátból hidrotermális depolimerizációval biszfenol-A nyerhető ki. A megtervezett és megvalósított félfolyamatos berendezésben megfelelő tartományban szabályozott átlagos tartózkodási idő (1-3 perc), hőmérséklet (300 °C), nyomás (12 MPa) és segédáram (0,45 mol/dm3 koncentrációjú NaOH-oldat) mellett a polimer teljes konverziója elérhető. A folyadéktermék feldolgozására kidolgozott kicsapásos kristályosítással kombinálva az optimalizált hidrotermális depolimerizációt 55% preparatív monomerhozamot értem el jó ismételhetőség mellett. Az így kristályos formában kinyert biszfenol-A monomer termék tisztasága kiemelkedő, további tisztítási lépések nélkül is 94%-os.
[1] H. Tagaya, K. Katoh, J. I. Kadokawa, and K. Chiba, Polym. Degrad. Stab., 1999, 64, 289-292.
[2] X. Zhao, L. Zhan, B. Xie, and B. Gao, Chemosphere, 2018, 207, 742-752.
