Поликарбонат (ПК) представляет собой молекулярную цепь, содержащую карбонатную группу, в соответствии с молекулярной структурой с различными сложноэфирными группами, можно разделить на алифатические, алициклические, ароматические, из которых наибольшее практическое значение имеет ароматическая группа, и наиболее важный поликарбонат типа бисфенола А, общий средний молекулярный вес (Mw) которого составляет 20-100 000.

Структурная формула ПК изображения

Поликарбонат обладает хорошей прочностью, жесткостью, прозрачностью, устойчивостью к воздействию тепла и холода, простотой обработки, огнестойкостью и другими комплексными характеристиками. Основными сферами применения являются электронные приборы, листы и автомобилестроение. На эти три отрасли приходится около 80% потребления поликарбоната. Другие отрасли, такие как детали промышленного оборудования, CD-ROM, упаковка, офисное оборудование, медицина и здравоохранение, пленка, оборудование для отдыха и защиты, а также многие другие области также нашли широкое применение, став одним из пяти конструкционных пластиков в самой быстрорастущей категории.

В 2020 году мировая производственная мощность ПК составила около 5,88 млн тонн, производственная мощность ПК в Китае составила 1,94 млн тонн / год, производство около 960 000 тонн, в то время как видимое потребление поликарбоната в Китае в 2020 году достигло 2,34 млн тонн, существует разрыв почти в 1,38 млн тонн, необходимо импортировать из-за рубежа. Огромный спрос на рынке привлек многочисленные инвестиции для увеличения производства, по оценкам, в Китае одновременно строится и предлагается множество проектов ПК, а внутренние производственные мощности превысят 3 млн тонн / год в течение следующих трех лет, и индустрия ПК демонстрирует ускоренную тенденцию переноса в Китай.

Итак, каковы производственные процессы ПК? Какова история развития ПК в стране и за рубежом? Каковы основные производители ПК в Китае? Далее мы кратко проведем расческу.

ПК три основных метода производственного процесса

Метод межфазной поликонденсации с фотогазом, традиционный метод обмена расплавленных эфиров и метод обмена расплавленных эфиров без фотогаза являются тремя основными производственными процессами в индустрии ПК.
Картинка Картинка
1. Метод межфазной поликонденсации фосгена

Это реакция фосгена в инертном растворителе и водном растворе гидроксида натрия бисфенола А для получения поликарбоната с низкой молекулярной массой, а затем конденсация в поликарбонат с высокой молекулярной массой. В свое время около 90% промышленных поликарбонатных продуктов синтезировались этим методом.

Преимущества метода фосгена межфазной поликонденсации PC: высокая относительная молекулярная масса, которая может достигать 1,5~2*105, и чистые продукты, хорошие оптические свойства, лучшая устойчивость к гидролизу и простота обработки. Недостатком является то, что процесс полимеризации требует использования высокотоксичного фосгена и токсичных и летучих органических растворителей, таких как метиленхлорид, которые вызывают серьезное загрязнение окружающей среды.

Метод обмена эфиров в расплаве, также известный как онтогеническая полимеризация, был впервые разработан компанией Bayer с использованием расплавленного бисфенола А и дифенилкарбоната (дифенилкарбоната, ДФК) при высокой температуре, высоком вакууме, в присутствии катализатора для обмена эфиров, предварительной конденсации и реакции конденсации.

В зависимости от сырья, используемого в процессе DPC, его можно разделить на традиционный метод обмена расплавленных эфиров (также известный как косвенный фотогазовый метод) и метод обмена расплавленных эфиров без использования фотогаза.

2. Традиционный метод обмена расплавленного эфира

Он делится на 2 этапа: (1) фосген + фенол → DPC; (2) DPC + BPA → PC, что является косвенным фосгеновым процессом.

Процесс короткий, не требует использования растворителей, а себестоимость производства немного ниже, чем метод фосгенной межфазной конденсации, однако в процессе производства DPC все еще используется фосген, а продукт DPC содержит следовые количества хлорформиатных групп, что повлияет на качество конечного продукта PC, что в определенной степени ограничивает продвижение процесса.

3. Метод обмена расплавленного эфира без фосгена

Этот метод делится на 2 этапа: (1) ДМК + фенол → ДПК; (2) ДПК + БФА → ПК, в котором в качестве сырья используется диметилкарбонат ДМК и фенол для синтеза ДПК.

Побочный продукт фенол, полученный в результате обмена эфира и конденсации, может быть переработан в синтез процесса DPC, таким образом реализуя повторное использование материала и хорошую экономию; из-за высокой чистоты сырья продукт также не нужно сушить и промывать, и качество продукта хорошее. Процесс не использует фосген, является экологически чистым и является зеленым технологическим маршрутом.

С учетом национальных требований к трем видам отходов нефтехимических предприятий, а также ужесточения национальных требований к безопасности и охране окружающей среды на нефтехимических предприятиях и ограничения использования фосгена, технология расплавленного обмена эфиров без фосгена в будущем постепенно заменит метод межфазной поликонденсации как направление развития технологий производства ПК в мире.