Il policarbonato (PC) è una catena molecolare contenente un gruppo carbonato, secondo la struttura molecolare con diversi gruppi estere, può essere suddiviso in alifatico, aliciclico, aromatico, di cui il valore più pratico del gruppo aromatico e il più importante tipo bisfenolo A policarbonato, il peso molecolare medio pesante generale (Mw) in 20-100.000.

Formula strutturale Picture PC

Il policarbonato ha buona resistenza, tenacità, trasparenza, resistenza al calore e al freddo, facilità di lavorazione, ritardante di fiamma e altre prestazioni complete, le principali applicazioni a valle sono apparecchi elettronici, lamiere e automobilistiche, questi tre settori rappresentano circa l'80% del consumo di policarbonato, altri in anche parti di macchinari industriali, CD-ROM, imballaggi, apparecchiature per ufficio, assistenza medica e sanitaria, pellicole, attrezzature per il tempo libero e di protezione e molti altri campi hanno raggiunto un'ampia gamma di applicazioni, diventando uno dei cinque tecnopolimeri nella categoria in più rapida crescita.

Nel 2020, la capacità di produzione globale di PC di circa 5,88 milioni di tonnellate, la capacità di produzione di PC della Cina di 1,94 milioni di tonnellate/anno, una produzione di circa 960.000 tonnellate, mentre il consumo apparente di policarbonato in Cina nel 2020 ha raggiunto 2,34 milioni di tonnellate, c'è un divario di quasi 1,38 milioni di tonnellate, necessitano di importazioni da paesi esteri.L’enorme richiesta del mercato ha attratto numerosi investimenti per aumentare la produzione, si stima che ci siano molti progetti di PC in costruzione e proposti contemporaneamente in Cina, e la capacità produttiva nazionale supererà i 3 milioni di tonnellate/anno nei prossimi tre anni, e l'industria dei PC mostra una tendenza accelerata di trasferimento verso la Cina.

Allora, quali sono i processi di produzione dei PC?Qual è la storia dello sviluppo del PC in patria e all'estero?Quali sono i principali produttori di PC in Cina?Successivamente, facciamo brevemente un pettine.

PC tre metodi di processo di produzione tradizionali

Il metodo di fotogas con policondensazione interfacciale, il metodo tradizionale di scambio di esteri fusi e il metodo di scambio di esteri fusi senza fotogas sono i tre principali processi di produzione nel settore dei PC.
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1. Metodo del fosgene a policondensazione interfacciale

È la reazione del fosgene in un solvente inerte e una soluzione acquosa di idrossido di sodio di bisfenolo A per produrre policarbonato a basso peso molecolare e quindi condensato in policarbonato ad alto peso molecolare.Un tempo, circa il 90% dei prodotti industriali in policarbonato venivano sintetizzati con questo metodo.

I vantaggi del metodo PC del fosgene a policondensazione interfacciale sono l'elevato peso molecolare relativo, che può raggiungere 1,5~2*105, e prodotti puri, buone proprietà ottiche, migliore resistenza all'idrolisi e facilità di lavorazione.Lo svantaggio è che il processo di polimerizzazione richiede l'uso di fosgene altamente tossico e di solventi organici tossici e volatili come il cloruro di metilene, che causano un grave inquinamento ambientale.

Il metodo di scambio di esteri fusi, noto anche come polimerizzazione ontogenica, è stato sviluppato per la prima volta da Bayer, utilizzando bisfenolo A fuso e difenil carbonato (Difenil Carbonato, DPC), ad alta temperatura, alto vuoto, stato di presenza di catalizzatore per scambio di esteri, pre-condensazione, condensazione reazione.

A seconda delle materie prime utilizzate nel processo DPC, questo può essere suddiviso in metodo tradizionale di scambio di esteri fusi (noto anche come metodo di scambio di esteri fusi indiretto) e metodo di scambio di esteri fusi senza fotogas.

2. Metodo tradizionale di scambio degli esteri fusi

È diviso in 2 fasi: (1) fosgene + fenolo → DPC;(2) DPC + BPA → PC, che è un processo indiretto del fosgene.

Il processo è breve, privo di solventi e il costo di produzione è leggermente inferiore rispetto al metodo del fosgene a condensazione interfacciale, ma il processo di produzione del DPC utilizza ancora fosgene e il prodotto DPC contiene tracce di gruppi cloroformiato, che influenzeranno il prodotto finale qualità del PC, che in una certa misura limita la promozione del processo.

3. Metodo di scambio di esteri fusi senza fosgene

Questo metodo è diviso in 2 fasi: (1) DMC + fenolo → DPC;(2) DPC + BPA → PC, che utilizza dimetilcarbonato DMC come materia prima e fenolo per sintetizzare DPC.

Il fenolo sottoprodotto ottenuto dallo scambio di esteri e dalla condensazione può essere riciclato alla sintesi del processo DPC, realizzando così il riutilizzo del materiale e una buona economia;grazie all'elevata purezza delle materie prime, inoltre, il prodotto non necessita di essere asciugato e lavato e la qualità del prodotto è buona.Il processo non utilizza fosgene, è rispettoso dell'ambiente ed è un processo ecologico.

Con i requisiti nazionali per i tre rifiuti delle imprese petrolchimiche Con l'aumento dei requisiti nazionali sulla sicurezza e la protezione ambientale delle imprese petrolchimiche e la restrizione sull'uso del fosgene, la tecnologia di scambio di esteri fusi senza fosgene sostituirà gradualmente il metodo di policondensazione interfacciale nel futuro come direzione dello sviluppo della tecnologia di produzione dei PC nel mondo.