Polycarbonat (PC) ist eine Molekülkette mit Carbonatgruppen, die je nach Molekülstruktur verschiedene Estergruppen aufweist und in aliphatische, alicyclische und aromatische Gruppen unterteilt werden kann, von denen die aromatische Gruppe den praktischsten Wert hat, und die wichtigste Bisphenol-A-Gruppe Polycarbonat, das allgemeine schwere durchschnittliche Molekulargewicht (Mw) beträgt 20-100.000.

Bild PC-Strukturformel

Polycarbonat verfügt über eine gute Festigkeit, Zähigkeit, Transparenz, Hitze- und Kältebeständigkeit, einfache Verarbeitung, Flammschutz und andere umfassende Eigenschaften. Die wichtigsten nachgelagerten Anwendungen sind elektronische Geräte, Bleche und die Automobilindustrie. Diese drei Branchen machen etwa 80 % des Polycarbonatverbrauchs aus, andere in Industriemaschinenteile, CD-ROM, Verpackungen, Bürogeräte, Medizin und Gesundheitswesen, Folien, Freizeit- und Schutzausrüstung und viele andere Bereiche haben ebenfalls ein breites Anwendungsspektrum erreicht und sind zu einem der fünf technischen Kunststoffe in der am schnellsten wachsenden Kategorie geworden.

Im Jahr 2020 betrug die weltweite PC-Produktionskapazität etwa 5,88 Millionen Tonnen, Chinas PC-Produktionskapazität lag bei 1,94 Millionen Tonnen pro Jahr, die Produktion bei etwa 960.000 Tonnen, während der scheinbare Verbrauch von Polycarbonat in China im Jahr 2020 2,34 Millionen Tonnen erreichte, es gibt eine Lücke von fast 1,38 Millionen Tonnen müssen aus dem Ausland importiert werden.Die enorme Marktnachfrage hat zahlreiche Investitionen zur Steigerung der Produktion nach sich gezogen. Es wird geschätzt, dass in China gleichzeitig viele PC-Projekte im Bau und geplant sind und die inländische Produktionskapazität in den nächsten drei Jahren 3 Millionen Tonnen/Jahr überschreiten wird. und die PC-Industrie zeigt einen beschleunigten Trend zur Verlagerung nach China.

Was sind also die Produktionsprozesse von PCs?Wie ist die Entwicklungsgeschichte des PCs im In- und Ausland?Was sind die wichtigsten PC-Hersteller in China?Als nächstes machen wir kurz einen Kamm.

PC drei gängige Produktionsverfahrensmethoden

Die Grenzflächenpolykondensations-Photogasmethode, die traditionelle Methode zum Austausch geschmolzener Ester und die Methode zum Austausch geschmolzener Ester ohne Photogas sind die drei Hauptproduktionsprozesse in der PC-Industrie.
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1. Grenzflächenpolykondensations-Phosgen-Methode

Dabei handelt es sich um die Reaktion von Phosgen mit einem inerten Lösungsmittel und einer wässrigen Natriumhydroxidlösung von Bisphenol A zur Herstellung von niedermolekularem Polycarbonat, das anschließend zu hochmolekularem Polycarbonat kondensiert wird.Einst wurden etwa 90 % der industriellen Polycarbonatprodukte auf diese Weise synthetisiert.

Die Vorteile der Grenzflächenpolykondensations-Phosgen-Methode PC sind ein hohes relatives Molekulargewicht, das 1,5 bis 2 * 105 erreichen kann, und reine Produkte, gute optische Eigenschaften, bessere Hydrolysebeständigkeit und einfache Verarbeitung.Der Nachteil besteht darin, dass der Polymerisationsprozess den Einsatz von hochgiftigem Phosgen und giftigen und flüchtigen organischen Lösungsmitteln wie Methylenchlorid erfordert, die eine schwere Umweltverschmutzung verursachen.

Die Schmelzesteraustauschmethode, auch ontogenetische Polymerisation genannt, wurde erstmals von Bayer entwickelt und verwendet geschmolzenes Bisphenol A und Diphenylcarbonat (Diphenylcarbonat, DPC) bei hoher Temperatur, hohem Vakuum und einem Katalysatorzustand für den Esteraustausch, die Vorkondensation und die Kondensation Reaktion.

Je nach den im DPC-Verfahren verwendeten Rohstoffen kann es in die traditionelle Methode zum Austausch geschmolzener Ester (auch bekannt als indirekte Photogasmethode) und die Methode zum Austausch geschmolzener Ester ohne Photogas unterteilt werden.

2. Traditionelle Methode zum Austausch geschmolzener Ester

Es ist in 2 Schritte unterteilt: (1) Phosgen + Phenol → DPC;(2) DPC + BPA → PC, ein indirekter Phosgenprozess.

Der Prozess ist kurz, lösungsmittelfrei und die Produktionskosten sind etwas niedriger als bei der Grenzflächenkondensations-Phosgenmethode, aber der Produktionsprozess von DPC verwendet immer noch Phosgen und das DPC-Produkt enthält Spuren von Chlorformiatgruppen, die sich auf das Endprodukt auswirken Qualität des PCs, was die Förderung des Prozesses bis zu einem gewissen Grad einschränkt.

3. Phosgenfreies Austauschverfahren für geschmolzene Ester

Diese Methode ist in 2 Schritte unterteilt: (1) DMC + Phenol → DPC;(2) DPC + BPA → PC, das Dimethylcarbonat DMC als Rohmaterial und Phenol zur Synthese von DPC verwendet.

Das beim Esteraustausch und der Kondensation anfallende Nebenprodukt Phenol kann in die Synthese des DPC-Prozesses zurückgeführt werden, wodurch eine Materialwiederverwendung und eine gute Wirtschaftlichkeit erreicht werden.Aufgrund der hohen Reinheit der Rohstoffe muss das Produkt auch nicht getrocknet und gewaschen werden und die Produktqualität ist gut.Das Verfahren kommt ohne Phosgen aus, ist umweltfreundlich und ein umweltfreundlicher Prozessweg.

Mit den nationalen Anforderungen an die drei Abfälle petrochemischer Unternehmen Mit der Erhöhung der nationalen Anforderungen an Sicherheit und Umweltschutz petrochemischer Unternehmen und der Beschränkung der Verwendung von Phosgen wird die Technologie zum Austausch geschmolzener Ester ohne Phosgen nach und nach das Grenzflächenpolykondensationsverfahren ersetzen Zukunft als Richtung der Entwicklung der PC-Produktionstechnologie in der Welt.