Polycarbonat (PC) ass eng molekular Kette mat enger Karbonatgrupp, déi no der molekularer Struktur mat verschiddenen Estergruppen opgedeelt ka ginn an aliphatesch, alicyclesch an aromatesch, vun deenen déi prakteschst aromatesch Grupp ass, an déi wichtegst Polycarbonat vun der Typ Bisphenol A, mat engem duerchschnëttleche Molekulargewiicht (Mw) vun 20-100.000.

Bild PC Strukturformel

Polycarbonat huet eng gutt Stäerkt, Zähheet, Transparenz, Hëtzt- a Keeltbeständegkeet, einfach Veraarbechtung, Flammhemmend a vill aner ëmfaassend Leeschtung. Déi wichtegst Downstream-Applikatioune sinn elektronesch Apparater, Placken an Automobilindustrie. Dës dräi Industrien decken ongeféier 80% vum Polycarbonatverbrauch of. Aner Beräicher wéi industriell Maschinnedeeler, CD-ROMen, Verpackungen, Büroausrüstung, Medizin a Gesondheetsversuergung, Folie, Fräizäit- a Schutzausrüstung a vill aner Beräicher hunn och eng breet Palette vun Uwendungen erreecht a sinn zu enger vun de fënnef am séiersten wuessenden Ingenieursplastiken Kategorie ginn.

Am Joer 2020 louch déi global PC-Produktiounskapazitéit bei ongeféier 5,88 Milliounen Tonnen, an a China bei 1,94 Milliounen Tonnen/Joer, an der Produktioun bei ongeféier 960.000 Tonnen. Wärend de scheinbare Verbrauch vu Polycarbonat a China am Joer 2020 2,34 Milliounen Tonnen erreecht huet, gëtt et eng Lück vu bal 1,38 Milliounen Tonnen, déi aus dem Ausland importéiert musse ginn. Déi enorm Nofro um Maart huet vill Investitioune ugezunn fir d'Produktioun ze erhéijen. Et gëtt geschat, datt vill PC-Projeten a China am Bau sinn a gläichzäiteg geplangt sinn. Déi inlännesch Produktiounskapazitéit wäert an den nächsten dräi Joer iwwer 3 Milliounen Tonnen/Joer leien. D'PC-Industrie weist en beschleunegten Trend vum Transfert a China.

Also, wat sinn d'Produktiounsprozesser vu PC? Wéi ass d'Entwécklungsgeschicht vu PC doheem an am Ausland? Wat sinn déi wichtegst PC-Hiersteller a China? Als nächst maache mir kuerz eng Iwwersiicht.

PC dräi Mainstream Produktiounsprozessmethoden

D'Grenzflächen-Polykondensatiouns-Photogasmethod, d'traditionell geschmolten Esteraustauschmethod an d'Net-Photogas-Schmolten Esteraustauschmethod sinn déi dräi Haaptproduktiounsprozesser an der PC-Industrie.
Bild Bild
1. Interface-Polykondensatiounsphosgenmethod

Et ass d'Reaktioun vu Phosgen an inert Léisungsmëttel an eng wässereg Natriumhydroxidléisung vu Bisphenol A fir Polycarbonat mat klengem Molekulargewiicht ze produzéieren, an duerno zu Polycarbonat mat héijem Molekulargewiicht kondenséiert ze ginn. Fréier goufen ongeféier 90% vun den industrielle Polycarbonatprodukter mat dëser Method synthetiséiert.

D'Virdeeler vun der Interface-Polykondensatiounsphosgenmethod PC sinn dat héicht relativ Molekulargewiicht, dat 1,5~2*105 erreeche kann, a reng Produkter, gutt optesch Eegeschaften, besser Hydrolysebeständegkeet an einfach Veraarbechtung. Den Nodeel ass, datt de Polymerisatiounsprozess d'Benotzung vun héichgëftege Phosgen a gëftegen a flüchtege organesche Léisungsmëttel wéi Methylenchlorid erfuerdert, déi eescht Ëmweltverschmotzung verursaachen.

D'Schmelzesteraustauschmethod, och bekannt als ontogen Polymerisatioun, gouf fir d'éischt vu Bayer entwéckelt, mat geschmolltem Bisphenol A an Diphenylcarbonat (Diphenylcarbonat, DPC), bei héijer Temperatur, héijem Vakuum, Katalysatorpräsenzzoustand fir Esteraustausch, Virkondensatioun a Kondensatiounsreaktioun.

Jee no de Rohmaterialien, déi am DPC-Prozess benotzt ginn, kann en an déi traditionell Method fir den Austausch vu geschmoltenen Ester (och bekannt als indirekt Photogasmethod) an déi Method fir den Austausch vu geschmoltenen Ester ouni Photogas opgedeelt ginn.

2. Traditionell Method fir den Austausch vu geschmoltenen Esteren

Et ass an 2 Schrëtt opgedeelt: (1) Phosgen + Phenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC, wat en indirekten Phosgenprozess ass.

De Prozess ass kuerz, lösungsmittelfräi, an d'Produktiounskäschte si liicht méi niddreg wéi d'Grenzflächenkondensatiounsphosgenmethod, awer de Produktiounsprozess vun DPC benotzt ëmmer nach Phosgen, an den DPC-Produkt enthält Spuermengen u Chloroformatgruppen, déi d'Qualitéit vum PC-Endprodukt beaflossen, wat d'Promotioun vum Prozess bis zu engem gewësse Grad limitéiert.

3. Method fir den Austausch vu geschmoltenen Ester ouni Phosgen

Dës Method ass an 2 Schrëtt opgedeelt: (1) DMC + Phenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC, woubei Dimethylcarbonat DMC als Rohmaterial a Phenol fir d'Synthese vun DPC benotzt gëtt.

De Phenol-Nieweprodukt, deen duerch den Esteraustausch an d'Kondensatioun entsteet, kann an d'Synthese vum DPC-Prozess recycléiert ginn, wouduerch Materialwiederverwendung a gutt Wirtschaftlechkeet méiglech sinn; wéinst der héijer Rengheet vun de Rohmaterialien muss de Produit och net gedréchent a gewäsch ginn, an d'Produktqualitéit ass gutt. De Prozess benotzt kee Phosgen, ass ëmweltfrëndlech an ass e grénge Prozesswee.

Mat den nationalen Ufuerderungen fir déi dräi Offallprodukter vu petrochemesche Betriber. Mat der Erhéijung vun den nationalen Ufuerderungen zur Sécherheet an Ëmweltschutz vu petrochemesche Betriber an der Restriktioun vun der Notzung vu Phosgen, wäert d'Technologie fir geschmolten Esteraustausch ouni Phosgen an Zukunft lues a lues d'Interface-Polykondensatiounsmethod als d'Richtung vun der Entwécklung vun der PC-Produktiounstechnologie op der Welt ersetzen.