2.5.1 Macam-Macam Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat
Ada 2 macam proses pembuatan produk polibisfenol-a karbonat, yaitu:
A. Teknologi Interfacial
Proses dasar dari jenis ini ditunjukkan pada gambar 2.1 di bawah ini.
Gambar 2.1 Tahap Pembentukan Polikarbonat BPA Melalui Sintesis Interfacial Legrand, 2000
BPA mula-mula dimasukkan ke dalam reaktor bersama dengan NaOH dan monohidric fenol untuk mengendalikan berat molekul polimer dan fosgen
ditambahkan dalam bentuk gas ke dalam larutan ini. Melalui cara ini akan mencegah terbentuknya produk samping HCl. Penambahan larutan kaustik ini membuat dua
fasa sistem cair-cair. Pada pH yang tinggi 9-12, volume fasa organik yang sedikit, dan tingginya konsentrasi BPA, sistem juga mengandung fasa ketiga yaitu
monodianion dari BPA. Setelah reaksi selesai, fasa organik dicuci, dengan sejumlah asam dan air beberapa kali untuk mengeluarkan residu basa dan garam atau dengan
penambahan metilen klorida berlebih untuk memudahkan pemisahan. Resin polikarbonat yang dihasilkan dikumpulkan melalui pergantian pelarut diikuti dengan
penguapan evaporasi pelarut, melalui presipitasi steam secara langsung, atau dengan mengendapkan pelarut melalui penambahan anti solven seperti MeOH diikuti
dengan filtrasi dan pengeringan. Sejalan dengan temperatur reaksi yang rendah dari prosedur sintesis ini 40
o
C, berat molekul rata-rata dari polimer berakhir pada
Universitas Sumatera Utara
sebuah kinetika distribusi. Variabel yang dominan mempengaruhi komposisi resin adalah linear velocity, rasio volume cair-cair, pH larutan, dan rasio fosgenBPA
Legrand, 2000.
B. Proses Transesterifikasi
Proses ini menggunakan katalis basa pada polimerisasi kondensasi dari DPC dengan BPA. Secara umum, reaksinya ditunjukkan dalam gambar 2.2 di bawah ini.
Gambar 2.2 Sintesis Melt BPAPC secara Umum Legrand, 2000
Reaksi berlangsung pada temperatur tinggi 150-350
o
C yang dimulai dengan pembentukan monomer, oligomer, dan akhirnya polimer. Tekanan reaktor meningkat
selama reaksi berlangsung. Range tekanan berkisar antara 150-200 torr. Dengan menggunakan metode ini, resin BPA-PC disiapkan tanpa tambahan pelarut, tahap
pengeringan, atau fosgen. Ketika proses dirancang, dan kualitas dari resin akhir secara langsung berhubungan kepada kualitas dan permulaan monomer. Hal ini
menjadikan jumlah dari kontaminan sisa dalam resin akhir bisa dikendalikan. Berdasarkan data eksperimental, penambahan anion fenoksi ke dalam link
karbonat, diikuti tahap produksi oligomerpolimer. Pertama sekali anion basa fenoksi ditambahkan ke dalam grup karbonat, sebuah anion fenoksi dilepaskan.
Pendestilasian fenol dari melt setelah pelepasan anion fenoksi menggantikan sebuah proton dengan grup hidroksi lainnya atau BPA : pergantian proton sangat cepat
terjadi dan konstanta kesetimbangan untuk reaksi fenoksid dengan BPA umunya seragam. Konversi dari monomer menjadi BPA-PC dikendalikan oleh pengeluaran
konstan fenol dari melt. Pengeluaran fenol ini dari larutan reaksi ditetapkan untuk produksi polimer dengan berat molekul tinggi. Berdasarkan evaluasi dari data yang
dipublikasikan, proses kondensasi ini cukup efektif. Kebutuhan katalis untuk menyempurnakan konversi menjadi polimer berada pada range 10-250 ppb.
Keuntungan dari proses ini adalah produksi resin memiliki distribusi berat molekul yang seragam sehingga pada kondisi normal, resin anhidrat tidak perlu
diredistribusi lagi Legrand, 2000.
Universitas Sumatera Utara
2.5.2 Perbandingan Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat
Tabel 2.4 Perbandingan Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat Faktor Teknis
Teknologi Interfacial Proses Transesterifikasi
Tekanan Operasi atm 1
19-26,6 Suhu Operasi
o
C 25-30
150-350 Jenis Reaktor
Stirred reactor Stirred reactor
Jumlah Reaktor 2
5 Waktu Tinggal jam
1-1,5 jam 2 jam
Konversi Reaksi 95
90-95 Produk Samping
NaCl Fenol
Katalis Cair piridin,
tetraetilamin Padat Phosgonium
Sumber : Legrand, 2000 ; Othmer, 2004 ; Schnell dkk, 1970 ; Mayor dkk, 1961
Dalam pra rancangan pabrik polibisfenol-a karbonat ini dipilih proses Teknologi Interfacial. Pemilihan proses dipilih dengan memperhatikan:
Pengoperasianya mudah karena prosesnya sederhana. Konversi reaksi yang tinggi 95 sehingga secara ekonomis layak dibuat
dalam skala pabrik. Pengendalian yang lebih mudah dan murah karena berlangsung pada suhu
dan tekanan ruangan. Pemisahan katalis yang lebih mudah.
2.6 Deskripsi Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat