Polykarbonát (PC) je molekulárny reťazec obsahujúci uhličitanovú skupinu, podľa molekulárnej štruktúry s rôznymi esterovými skupinami možno rozdeliť na alifatické, alicyklické, aromatické, z ktorých je najpraktickejšia aromatická skupina, a najvýznamnejší typ bisfenolu A polykarbonát, všeobecná ťažká priemerná molekulová hmotnosť (Mw) v 20-100 000.

Obrázok Štruktúrny vzorec PC

Polykarbonát má dobrú pevnosť, húževnatosť, priehľadnosť, odolnosť voči teplu a chladu, ľahké spracovanie, spomaľovač horenia a ďalší komplexný výkon, hlavnými následnými aplikáciami sú elektronické spotrebiče, plechy a automobilový priemysel, tieto tri odvetvia predstavujú asi 80 % spotreby polykarbonátu, ostatné v časti priemyselných strojov, CD-ROM, obaly, kancelárske vybavenie, lekárska a zdravotná starostlivosť, film, voľnočasové a ochranné prostriedky a mnohé ďalšie oblasti tiež dosiahli široké uplatnenie a stali sa jedným z piatich technických plastov v najrýchlejšie rastúcej kategórii.

V roku 2020 bola globálna výrobná kapacita PC približne 5,88 milióna ton, čínska výrobná kapacita PC 1,94 milióna ton / rok, výroba približne 960 000 ton, zatiaľ čo zjavná spotreba polykarbonátu v Číne v roku 2020 dosiahla 2,34 milióna ton, existuje medzera takmer 1,38 milióna ton, treba doviezť zo zahraničia.Obrovský dopyt na trhu prilákal množstvo investícií na zvýšenie výroby, odhaduje sa, že v Číne je súčasne vo výstavbe a navrhovaných veľa PC projektov a domáca výrobná kapacita presiahne 3 milióny ton/rok v nasledujúcich troch rokoch, a PC priemysel vykazuje zrýchlený trend presunu do Číny.

Aké sú teda výrobné procesy PC?Aká je história vývoja PC doma a v zahraničí?Akí sú hlavní výrobcovia PC v Číne?Ďalej krátko urobíme hrebeň.

PC tri hlavné metódy výrobného procesu

Metóda medzifázovej polykondenzácie fotoplynu, tradičná metóda výmeny roztaveného esteru a metóda výmeny roztaveného esteru bez fotoplynu sú tri hlavné výrobné procesy v PC priemysle.
Obrázok Obrázok
1. Interfaciálna polykondenzačná fosgénová metóda

Ide o reakciu fosgénu na inertné rozpúšťadlo a vodný roztok hydroxidu sodného bisfenolu A za vzniku polykarbonátu s nízkou molekulovou hmotnosťou a potom kondenzáciu na polykarbonát s vysokou molekulovou hmotnosťou.Kedysi sa touto metódou syntetizovalo asi 90 % priemyselných polykarbonátových produktov.

Výhody medzifázovej polykondenzačnej fosgénovej metódy PC sú vysoká relatívna molekulová hmotnosť, ktorá môže dosiahnuť 1,5 ~ 2 * 105, a čisté produkty, dobré optické vlastnosti, lepšia odolnosť proti hydrolýze a ľahké spracovanie.Nevýhodou je, že proces polymerizácie vyžaduje použitie vysoko toxického fosgénu a toxických a prchavých organických rozpúšťadiel, ako je metylénchlorid, ktoré spôsobujú vážne znečistenie životného prostredia.

Metóda výmeny esteru taveniny, tiež známa ako ontogénna polymerizácia, bola prvýkrát vyvinutá spoločnosťou Bayer s použitím roztaveného bisfenolu A a difenylkarbonátu (difenylkarbonát, DPC), pri vysokej teplote, vysokom vákuu, v stave prítomnosti katalyzátora na výmenu esterov, predkondenzáciu, kondenzáciu reakciu.

Podľa surovín používaných v procese DPC sa dá rozdeliť na tradičnú metódu výmeny roztaveného esteru (známu aj ako nepriama metóda fotoplynu) a metódu výmeny roztaveného esteru bez fotoplynu.

2. Tradičná metóda výmeny roztaveného esteru

Delí sa na 2 kroky: (1) fosgén + fenol → DPC;(2) DPC + BPA → PC, čo je nepriamy fosgénový proces.

Proces je krátky, bez rozpúšťadiel a výrobné náklady sú o niečo nižšie ako pri fosgénovej metóde medzifázovej kondenzácie, ale výrobný proces DPC stále používa fosgén a produkt DPC obsahuje stopové množstvá chlórformiátových skupín, ktoré ovplyvnia konečný produkt. kvalita PC, čo do určitej miery obmedzuje propagáciu procesu.

3. Metóda výmeny roztaveného esteru bez fosgénu

Táto metóda je rozdelená do 2 krokov: (1) DMC + fenol → DPC;(2) DPC + BPA → PC, ktorý používa dimetylkarbonát DMC ako surovinu a fenol na syntézu DPC.

Vedľajší produkt fenol získaný z výmeny esterov a kondenzácie môže byť recyklovaný do syntézy procesu DPC, čím sa dosiahne opätovné použitie materiálu a dobrá hospodárnosť;vďaka vysokej čistote surovín sa výrobok tiež nemusí sušiť a umývať a kvalita výrobku je dobrá.Proces nepoužíva fosgén, je šetrný k životnému prostrediu a ide o ekologický proces.

S národnými požiadavkami na tri odpady petrochemických podnikov So zvýšením národných požiadaviek na bezpečnosť a ochranu životného prostredia petrochemických podnikov a obmedzením používania fosgénu, nefosgénová technológia výmeny roztavených esterov postupne nahradí metódu medzifázovej polykondenzácie v budúcnosť ako smer vývoja technológie výroby PC vo svete.