Polycarbonaat (PC) is een moleculaire keten die een carbonaatgroep bevat, volgens de moleculaire structuur met verschillende estergroepen, kan worden onderverdeeld in alifatisch, alicyclisch, aromatisch, waarvan de meest praktische waarde van de aromatische groep, en het belangrijkste bisfenol A-type polycarbonaat, het algemene zware gemiddelde molecuulgewicht (Mw) in 20-100.000.

Afbeelding PC-structuurformule

Polycarbonaat heeft een goede sterkte, taaiheid, transparantie, hitte- en koudebestendigheid, gemakkelijke verwerking, vlamvertrager en andere uitgebreide prestaties. De belangrijkste stroomafwaartse toepassingen zijn elektronische apparaten, plaat- en automobielindustrie. Deze drie industrieën zijn goed voor ongeveer 80% van het polycarbonaatverbruik, andere in onderdelen voor industriële machines, cd-roms, verpakkingen, kantoorapparatuur, medische en gezondheidszorg, film, vrijetijds- en beschermingsmiddelen en vele andere gebieden hebben ook een breed scala aan toepassingen bereikt en zijn daarmee een van de vijf technische kunststoffen in de snelst groeiende categorie geworden.

In 2020 bedraagt ​​de mondiale pc-productiecapaciteit ongeveer 5,88 miljoen ton, de Chinese pc-productiecapaciteit 1,94 miljoen ton/jaar, de productie ongeveer 960.000 ton, terwijl het schijnbare verbruik van polycarbonaat in China in 2020 2,34 miljoen ton bereikte, is er een kloof van bijna 1,38 miljoen ton moeten uit het buitenland worden geïmporteerd.De enorme marktvraag heeft talloze investeringen aangetrokken om de productie te verhogen. Er wordt geschat dat er in China tegelijkertijd veel pc-projecten in aanbouw en voorgesteld zijn, en dat de binnenlandse productiecapaciteit de komende drie jaar de 3 miljoen ton/jaar zal overschrijden. en de pc-industrie vertoont een versnelde trend van overdracht naar China.

Dus, wat zijn de productieprocessen van pc?Wat is de ontwikkelingsgeschiedenis van pc in binnen- en buitenland?Wat zijn de belangrijkste pc-fabrikanten in China?Vervolgens doen we kort een kam.

PC drie reguliere productiemethoden

Grensvlak polycondensatie fotogasmethode, traditionele gesmolten ester-uitwisselingsmethode en niet-fotogas gesmolten ester-uitwisselingsmethode zijn de drie belangrijkste productieprocessen in de pc-industrie.
Afbeelding Afbeelding
1. Fosgeenmethode voor grensvlakpolycondensatie

Het is de reactie van fosgeen in een inert oplosmiddel en een waterige natriumhydroxideoplossing van bisfenol A om polycarbonaat met een laag molecuulgewicht te produceren, en vervolgens gecondenseerd tot hoogmoleculair polycarbonaat.Ooit werd ongeveer 90% van de industriële polycarbonaatproducten via deze methode gesynthetiseerd.

De voordelen van grensvlakpolycondensatiefosgeenmethode PC zijn een hoog relatief molecuulgewicht, dat 1,5 ~ 2 * 105 kan bereiken, en zuivere producten, goede optische eigenschappen, betere hydrolyseweerstand en gemakkelijke verwerking.Het nadeel is dat het polymerisatieproces het gebruik van zeer giftig fosgeen en giftige en vluchtige organische oplosmiddelen zoals methyleenchloride vereist, die ernstige milieuvervuiling veroorzaken.

Smeltesteruitwisselingsmethode, ook bekend als ontogene polymerisatie, werd voor het eerst ontwikkeld door Bayer, waarbij gebruik werd gemaakt van gesmolten bisfenol A en difenylcarbonaat (Difenylcarbonaat, DPC), bij hoge temperatuur, hoog vacuüm, katalysatoraanwezigheidstoestand voor esteruitwisseling, pre-condensatie, condensatie reactie.

Afhankelijk van de grondstoffen die worden gebruikt in het DPC-proces, kan deze worden onderverdeeld in de traditionele uitwisselingsmethode voor gesmolten esters (ook bekend als de indirecte fotogasmethode) en de niet-fotogas-uitwisselingsmethode voor gesmolten esters.

2. Traditionele uitwisselingsmethode voor gesmolten esters

Het is verdeeld in 2 stappen: (1) fosgeen + fenol → DPC;(2) DPC + BPA → PC, een indirect fosgeenproces.

Het proces is kort, oplosmiddelvrij en de productiekosten zijn iets lager dan de grensvlakcondensatie-fosgeenmethode, maar het productieproces van DPC maakt nog steeds gebruik van fosgeen en het DPC-product bevat sporen van chloorformiaatgroepen, die het eindproduct zullen beïnvloeden. kwaliteit van de pc, wat tot op zekere hoogte de promotie van het proces beperkt.

3. Uitwisselingsmethode voor niet-fosgeen-gesmolten esters

Deze methode is verdeeld in 2 stappen: (1) DMC + fenol → DPC;(2) DPC + BPA → PC, dat dimethylcarbonaat DMC als grondstof en fenol gebruikt om DPC te synthetiseren.

Het bijproduct fenol dat wordt verkregen door esteruitwisseling en condensatie kan worden gerecycled naar de synthese van het DPC-proces, waardoor materiaalhergebruik en een goede economie worden gerealiseerd;vanwege de hoge zuiverheid van de grondstoffen hoeft het product ook niet te worden gedroogd en gewassen en is de productkwaliteit goed.Het proces maakt geen gebruik van fosgeen, is milieuvriendelijk en is een groene procesroute.

Met de nationale vereisten voor de drie afvalstromen van petrochemische bedrijven. Met de toename van de nationale vereisten op het gebied van veiligheid en milieubescherming van petrochemische bedrijven en de beperking van het gebruik van fosgeen, zal de niet-fosgeen gesmolten ester-uitwisselingstechnologie geleidelijk de grensvlakpolycondensatiemethode vervangen in de toekomst als de richting van de ontwikkeling van pc-productietechnologie in de wereld.