Polykarbonat (PC) är en molekylkedja som innehåller karbonatgrupper. Enligt molekylstrukturen kan den delas in i alifatiska, alicykliska och aromatiska grupper, varav de mest praktiska värdet är aromatiska grupper. Polykarbonat av bisfenol A-typ är den viktigaste typen av polykarbonat, med en genomsnittlig molekylvikt (Mw) på 20 000–100 000.

Bild PC strukturformel

Polykarbonat har god styrka, seghet, transparens, värme- och köldbeständighet, enkel bearbetning, flamskyddsmedel och andra omfattande prestanda. De huvudsakliga tillämpningarna nedströms är elektroniska apparater, plåt och fordonsindustrin. Dessa tre industrier står för cirka 80 % av polykarbonatkonsumtionen. Andra områden inom industriella maskindelar, CD-ROM, förpackningar, kontorsutrustning, sjukvård, film, fritids- och skyddsutrustning och många andra områden har också uppnått ett brett användningsområde och blivit en av de fem snabbast växande kategorierna inom tekniska plaster.

År 2020 var den globala PC-produktionskapaciteten cirka 5,88 miljoner ton, medan Kinas PC-produktionskapacitet var 1,94 miljoner ton/år, en produktion på cirka 960 000 ton. Den synliga konsumtionen av polykarbonat i Kina uppgick till 2,34 miljoner ton år 2020, vilket innebär ett gap på nästan 1,38 miljoner ton, vilket innebär att import från utlandet är nödvändigt. Den enorma marknadsefterfrågan har lockat till sig många investeringar för att öka produktionen. Det uppskattas att många PC-projekt är under uppbyggnad och planerade i Kina samtidigt, och den inhemska produktionskapaciteten kommer att överstiga 3 miljoner ton/år under de kommande tre åren. PC-industrin visar en accelererad trend mot överföring till Kina.

Så, vilka är produktionsprocesserna för PC? Vad är utvecklingshistoriken för PC hemma och utomlands? Vilka är de viktigaste PC-tillverkarna i Kina? Härnäst gör vi en kort genomgång.

PC tre vanliga produktionsprocesser

Gränssnittspolykondensationsfotogasmetod, traditionell smält esterutbytesmetod och fotogasfri smält esterutbytesmetod är de tre huvudsakliga produktionsprocesserna inom PC-industrin.
Bild Bild
1. Gränssnittspolykondensationsfosgenmetod

Det är reaktionen av fosgen i inert lösningsmedel och vattenlösning av bisfenol A för att producera polykarbonat med låg molekylvikt, och sedan kondenseras till högmolekylärt polykarbonat. Vid en tidpunkt syntetiserades cirka 90 % av industriella polykarbonatprodukter med denna metod.

Fördelarna med gränssnittspolykondensationsfosgenmetoden PC är hög relativ molekylvikt, som kan nå 1,5 ~ 2 * 105, och rena produkter, goda optiska egenskaper, bättre hydrolysbeständighet och enkel bearbetning. Nackdelen är att polymerisationsprocessen kräver användning av mycket giftigt fosgen och giftiga och flyktiga organiska lösningsmedel såsom metylenklorid, vilket orsakar allvarlig miljöförorening.

Smältesterutbytesmetoden, även känd som ontogen polymerisation, utvecklades först av Bayer, med användning av smält bisfenol A och difenylkarbonat (difenylkarbonat, DPC), vid hög temperatur, högt vakuum, katalysatornärvarotillstånd för esterutbyte, förkondensation och kondensationsreaktion.

Beroende på vilka råvaror som används i DPC-processen kan den delas in i traditionell metod för utbyte av smält ester (även känd som indirekt fotogasmetod) och en metod för utbyte av smält ester utan fotogasmetod.

2. Traditionell metod för utbyte av smält ester

Den är uppdelad i två steg: (1) fosgen + fenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC, vilket är en indirekt fosgenprocess.

Processen är kort, lösningsmedelsfri och produktionskostnaden är något lägre än gränssnittskondensationsfosgenmetoden, men produktionsprocessen för DPC använder fortfarande fosgen, och DPC-produkten innehåller spårmängder av klorformiatgrupper, vilket kommer att påverka PC:s slutproduktkvalitet, vilket i viss mån begränsar processens främjande.

3. Metod för utbyte av smält ester utan fosgen

Denna metod är uppdelad i två steg: (1) DMC + fenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC, som använder dimetylkarbonat DMC som råmaterial och fenol för att syntetisera DPC.

Biprodukten fenol som erhålls från esterutbyte och kondensation kan återvinnas till syntesen av DPC-processen, vilket möjliggör materialåteranvändning och god ekonomi. Tack vare råvarornas höga renhet behöver produkten inte heller torkas och tvättas, och produktkvaliteten är god. Processen använder inte fosgen, är miljövänlig och är en grön processväg.

Med de nationella kraven för petrokemiska företags tre avfallshantering Med ökningen av nationella krav på säkerhet och miljöskydd för petrokemiska företag och begränsningen av användningen av fosgen, kommer den fosgenfria smältesterutbytestekniken gradvis att ersätta gränssnittspolykondensationsmetoden i framtiden som riktningen för PC-produktionsteknikutveckling i världen.