Reactive Crystallization of Terephthalic Acid towards Recycling of Poly(ethylene terephthalate)

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Clemens Müller

Verlag:

Cuvillier Verlag

Unsere-Artikel-Nr.: P35057351

EAN: 9783689526726

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Beschreibung

Die vorliegende Arbeit behandelt Untersuchungen der reaktiven Kristallisationvon Terephthalsäure (TA) im Rahmen des Back-tot-Monomer-Recyclings,welches eine Möglichkeit zur Überwindung der derzeitigen Limitierungen desthermomechanischen Polyethylenterephthalat- (PET) Recyclings darstellt. EinAnsatz ist dabei die alkalische Hydrolyse, bei welcher PET mit Natriumhydroxidselektiv in die Monomere Ethylenglykol und Dinatriumterephthalatdepolymerisiert wird. Anschließend wird die TA durch Säurezugabe aus ihremDinatriumsalz gefällt und so zurückgewonnen. Zur Optimierung der Fällung als Gewinnungsschritt, wurden verschiedeneBetriebsparameter hinsichtlich ihres Effekts auf Kristallgröße, Filtrierbarkeit undReinheit der TA analysiert. Dazu wurde zunächst ein Parameterscreening mitModelllösung im Batchbetrieb durchgeführt. Hierbei führten insbesondereerhöhte Temperaturen und Essigsäureeinsatz zu größeren Kristallen undverbesserter Filtrierbarkeit. Trotz ihrer geringeren Protonierungskapazität wurdeauch mit Essigsäure eine signifikante Ausbeute an TA erreicht. Anschließendwurden die Untersuchungen auf depolymerisiertes PET verschiedenerAbfallfraktionen und das Aufreinigungspotential der Fällung ausgeweitet. Nebeneiner Verringerung der Verfärbung bei höherer Temperatur wurde auch derIsophthalsäuregehalt in TA Kristallen reduziert, was sich insbesondere beiVerwendung von Essigsäure zeigte. Dies ist insbesondere relevant, daIsophthalsäure einen entscheidenden Einfluss auf die Polymereigenschaften hat. Im letzten Teil der Arbeit wurden die Untersuchungen in einen kontinuierlichenRührkessel überführt. Während der Fällung mit Schwefelsäure konnte so einWachstum der TA-Kristalle einhergehend mit einer verbesserten Filtrierbarkeiterreicht werden. Darüber hinaus induzierte eine Erhöhung des pH-Werts einesignifikante Reduktion des Isophthalsäuregehalts. Schließlich wurde einVerfahrenskonzept für einen optimierten Fällungsschritt für TA, hinsichtlichReinheit und Rückgewinnung abgeleitet, unter Beachtung der Notwendigkeiteines nachfolgenden Umkristallisationsschritts.