聚碳酸酯的合成工艺对比及进展分析

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聚碳酸酯生产工艺技术

聚碳酸酯生产工艺技术

聚碳酸酯生产工艺技术聚碳酸酯是一种重要的工程塑料,具有优异的物理性能和化学性能,被广泛应用于汽车、电子、建筑、家居用品等领域。

其生产工艺技术在塑料工业中占据着重要地位。

本文将就聚碳酸酯的生产工艺技术进行详细介绍,并分析其在工业生产中的应用。

聚碳酸酯的生产工艺主要包括原料准备、聚合反应、挤出成型和后处理四个主要环节。

在原料准备方面,主要需要聚碳酸酯单体、溶剂、稳定剂等原料。

在聚合反应中,通过进行聚碳酸酯单体的缩聚反应,得到聚合物分子链。

在挤出成型环节,将聚碳酸酯料粒进行热熔挤出,经过成型模具,得到最终的产品。

通过后处理环节对产品进行冷却、切割、包装等工序,最终得到成品。

聚碳酸酯的生产工艺技术具有以下特点:1.高效节能:采用自动化操作和先进的生产设备,可以实现高效率的生产,减少人力成本,提高生产效益。

2.质量稳定:通过严格的原料控制和生产工艺控制,可以保证产品质量的稳定性,满足客户对产品质量的需求。

3.环保节能:采用循环利用原料和资源的方式,减少对环境的影响,符合可持续发展的理念。

4.产品多样:聚碳酸酯可以根据不同的配方和工艺要求,生产出不同性能的产品,满足市场的多样化需求。

聚碳酸酯的生产工艺技术在实际应用中具有广泛的应用价值。

在汽车领域,聚碳酸酯制品如车灯罩、车门窗框等具有优异的透明度和抗冲击性能,可以提高汽车的安全性和美观性。

在电子领域,聚碳酸酯制品如手机壳、笔记本电脑外壳等具有良好的电性能和机械性能,可以保护电子产品的内部元件安全。

在建筑领域,聚碳酸酯透光板能够有效地抵御紫外线侵害和冲击力,广泛应用于采光天棚、隔断等领域。

在家居用品领域,聚碳酸酯制品如水杯、餐具等具有优异的耐热性和耐冲击性能,为家庭生活提供了方便。

随着科技的不断进步和人们对环境友好型材料的需求增加,聚碳酸酯的生产工艺技术也在不断创新和完善。

采用先进的催化剂和聚合工艺,可以得到更高分子量的聚碳酸酯,提高产品的抗冲击性能和耐热性能;采用新型原料和添加剂,可以提高产品的耐候性和抗老化性能,延长产品的使用寿命;采用绿色环保的生产工艺,减少对环境的污染,实现循环再利用。

化工加工中的聚碳酸酯制备技术

化工加工中的聚碳酸酯制备技术

化工加工中的聚碳酸酯制备技术化工加工中的聚碳酸酯制备技术是一种目前非常受欢迎的高科技材料制备技术。

理念上,聚碳酸酯是由碳酸酯和二元酸通过聚合反应制备而成的,其性质优良,应用广泛,已经成为了化工领域的一种重要材料。

本文将从制备方法、特性及应用等方面详细介绍化工加工中的聚碳酸酯制备技术。

一、制备方法制备聚碳酸酯的方法很多,我们主要介绍其中的两种: 原料酸催化剂法和原料酸自催化法。

原料酸催化剂法是指通过催化剂作用,使原料酸与碳酸酯缓慢聚合生成聚碳酸酯。

这种方法制备的聚碳酸酯质量较高而成本较低,但需要较长的反应时间和温度较高的条件。

原料酸自催化法则是指通过在原料酸中引入乙酸制备聚碳酸酯。

这种方法制备的聚碳酸酯成本较高而反应速度较快。

当然,除了以上两种方法外,还有其他制备方法,如水系催化剂法和热极化反应法等。

二、特性制备的聚碳酸酯具有许多卓越的特性,如高硬度、高拉伸强度、耐磨性强、透明度高等。

其中,高硬度和高拉伸强度是聚碳酸酯制备技术的最大优势,因为这些特性使聚碳酸酯可以广泛应用于家电、电子产品、汽车、建筑、运动器材等各个领域。

三、应用聚碳酸酯制备技术具有广泛的应用范围,以下将详细介绍其在不同领域中的应用。

1. 家电领域在家电领域,聚碳酸酯应用最广泛的是光盘、计算机机箱、显示器、电视机壳、空调周边配件等。

这些产品因为聚碳酸酯制备技术的使用而显得更加坚硬、耐用和抗摔,同时还具有更好的表面质感和外观。

2. 电子产品领域聚碳酸酯在电子产品领域也是一个非常重要的材料,其应用范围包括手机壳、倒置脚架、摄像机、相机和电子手表等。

这些产品因为聚碳酸酯的制备技术,而轻质、外观华丽且耐用。

3. 汽车工业领域聚碳酸酯在汽车领域的应用范围已经越来越广泛,主要应用于车窗、后视镜、车顶、前脸、侧裙、车身等部分的制造。

这些部件因为聚碳酸酯制备技术的使用,而显得更加坚固、外观精致、装配方式简单和性能更佳,同时也使车辆外观更加美观。

4. 建筑工业领域在建筑工业领域,聚碳酸酯应用最广泛的是阳光房、广告灯箱、雨蓬、水缸等。

双酚A型聚碳酸酯(BPA-PC)合成工艺进展

双酚A型聚碳酸酯(BPA-PC)合成工艺进展
双酚A型聚碳酸酯(BPA-PC)合 成工艺进展
报告人:戴耀 2012年7月XX日
目录
1. 2. 3. 4. BPA-PC简介 主要制备方法简介 BPA-PC国内外生产情况 发展定位
1.1、BPA-PC简介
BPA-PC优良性能 • • • • • • • • 抗冲击性 热塑性 耐寒耐热性 尺寸稳定性 耐寒耐热性 光学性能 尺寸稳定性 电性能
其它
• 主要的商业化工艺 • 由Bayer公司实现工业化
Brunelle, D. J. Advances in polycarbonates. In ACS Symp. Ser., ACS, 2005, 898, 9-13; US3028365, 1962 (to Bayer AG).
2.3、酯交换法或熔化法
2.1、溶液法
方法缺点 • 吡啶及氯苯的毒性 • 产品中吡啶及吡啶盐酸 盐难以除去
其它 • 未能实现商业化
US3144432, 1964 (to General Electric).
2.2、界面法(Interfacial)
方法优缺点 • 反应对杂质不敏感、条件温和 • 产品分子量高 • 使用低沸点溶剂CH2Cl2 • 产品纯化需要大量的水 • 残留的Cl影响产品质量
Fukuoka, S. Catal. Surv. Asia 2010, 14, 146.; Fukuoka, S. Polym. J. 2007, 39, 91.
旭化成(Asahi-Kasei)工艺
Asahi Kasei’s non-phosgene PC process
Fukuoka, S. and co workers. Catal. Surv. Asia 2010, 14, 146.; Polym. J. 2007, 39, 91.

聚碳酸酯的合成及性能表征

聚碳酸酯的合成及性能表征
06
非光气熔融酯交换缩聚法
05
LG化学公司的非光气技术
04
尿素一甲醇法
03
气相氧化羰化法
02
液相氧化羰化法
01
二氧化碳—甲醇法
该方法由日本旭化成公司开发成功。它是以二氧化碳(CO:)和环氧乙烷(EO)反应得到碳酸乙烯酯(EC),催化剂为四元氨盐(四乙基氨溴化物等),再与甲醇酯交换制备出C,DMC再与苯酚反应生成DPC。DPC最后再与BPA聚合反应得到PC产品。该方法因环氧乙烷可高选择性、高转化率地转化为乙二醇.可用于生产聚酯或单独作为产品外卖:另外一个优点是甲醇基本上可转化为DMC。整个工艺过程仅消耗EO、C02和BPA,中间产品EC、DMC、甲醇、DPC和苯酚的收率和选择性均可以达到99%以上。
聚碳酸酯的合成及性能表征
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简介
聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物,根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低,从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获的了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性,现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。
材料光学性能的表征
测量材料的光吸收谱
使用 UV-3600 紫外光谱仪,以干净的载波片作为参比,测定了其制得的聚碳酸酯薄膜的光吸收谱。
折射率与膜厚的测量
测量波导的折射率和厚度使用的是 SPA-4000 棱镜耦合仪。在TE 模式下测量了波长在632.8 nm 和1 550 nm(即通信波段)下的折射率和膜厚。
02
光气(界面缩聚)法
双酚A与NaOH溶液反应,制成双酚A 钠盐。将双酚A钠盐送入光气反应釜,通入有机溶剂二氯甲烷,在光气反应釜中形成有机相和无机相二相,光气溶于二氯甲烷中,双酚A和光气在有机相和无机相的界面进行反应生成聚碳酸酯齐聚物,然后在缩聚釜中将低分子聚碳酸酯缩聚成高分子聚碳酸酯。产物聚碳酸酯进入有机相被溶解,副产物氯化钠溶于无机相。有机相经洗涤、脱盐、脱溶剂、沉淀燥等工序后聚碳酸酯成粉状,再经挤出造粒而形成聚碳酸酯树酯。

聚碳酸酯生产工艺

聚碳酸酯生产工艺

聚碳酸酯生产工艺
聚碳酸酯是一种重要的合成材料,广泛应用于塑料、纺织、建筑、电子、医疗等领域。

其生产工艺主要包括原料准备、缩聚反应、无溶剂脱模和后处理等步骤。

首先是原料准备。

聚碳酸酯的主要原料包括二酯酸(如对苯二甲酸)、二元醇(如乙二醇)和催化剂(如碲酸)。

在生产中,需要准备足够的原料,并确保其纯度和质量符合要求。

原料的配比需要根据具体产品的要求进行调整。

接下来是缩聚反应。

原料按照一定的比例加入反应釜中,同时加入适量的溶剂,如甲苯或氯甲烷等,使反应体系能够充分混合。

然后加热反应体系,一般在温度为150-200℃的条件下进
行反应。

在反应过程中,催化剂起到了重要的作用,它加速了二元醇和二酯酸之间的酯键形成。

缩聚反应时间一般在2-4小
时左右,具体时间取决于原料的种类和用量。

随后是无溶剂脱模。

在缩聚反应结束后,得到的聚合物是高分子链结构,其中还存在着残留的溶剂和未反应的原料。

为了去除这些杂质,需要进行无溶剂脱模。

主要采用真空蒸馏的方式,将反应釜中的溶剂和未反应的原料蒸馏出来,得到高纯度的聚碳酸酯。

最后是后处理。

在无溶剂脱模后,还需要对聚碳酸酯进行进一步的处理,以获得最终的产品。

后处理的方式有很多种,例如冷却、混色、造粒和整形等。

具体的后处理方式取决于产品的用途和要求。

综上所述,聚碳酸酯的生产工艺包括原料的准备、缩聚反应、无溶剂脱模和后处理等步骤。

这些步骤的顺序和条件都有一定的要求,需要根据具体的产品需求进行调整。

科学合理地控制整个生产过程,能够保证产品质量的稳定和提高生产效率。

聚碳酸酯制备方法有哪些

聚碳酸酯制备方法有哪些

聚碳酸酯制备方法有哪些
聚碳酸酯是一种重要的高分子聚合物材料,具有优良的物理力学性能和化学性能,被广泛应用于工业和生活中。

制备聚碳酸酯可以采用多种方法,下面将介绍几种常见的聚碳酸酯制备方法及其特点。

1. 酯交换聚合法
酯交换聚合法是一种常见的合成聚碳酸酯的方法之一。

在此方法中,首先将碳酸二酯和二元醇在催化剂的作用下发生酯交换反应,生成聚合物。

这种方法的优点是操作简单,反应条件温和,且能够获得高分子量的聚碳酸酯。

然而,这种方法的缺点是反应速度较慢,且生成的聚合物质量分布较宽,需要后续进一步处理。

2. 复酯化法
复酯化法是另一种常见的制备聚碳酸酯的方法,也被称为缩聚法。

在此方法中,通过将碳酸二酯和二元醇进行缩聚反应,生成聚合物。

复酯化法具有反应速度快,操作简便的优点。

此外,可以通过控制原料比例和反应条件来调节聚碳酸酯的分子量和结构。

然而,该法也存在着产物分布不均匀、溶解性差等缺点。

3. 缩合聚合法
在缩合聚合法中,使用碳酸酯和醇类物质直接缩合得到聚碳酸酯。

这种方法不需要催化剂参与,在较高温度下反应,生成线性结构的聚合物。

缩合聚合法具有合成步骤简单、产率高、原料易得等优点,但反应需要高温、有些原料对环境有害,操作复杂等缺点。

以上所介绍的是常见的几种制备聚碳酸酯的方法,每种方法都有其特点和适用范围。

选择适合的制备方法可以根据聚碳酸酯的要求和应用领域进行综合考虑。

未来随着技术的不断发展,制备聚碳酸酯的方法也会不断更新和改进,以满足不同领域对聚碳酸酯材料的需求。

1。

聚碳酸酯怎么合成

聚碳酸酯怎么合成

聚碳酸酯怎么合成聚碳酸酯是一种重要的聚合物,具有优异的性能,被广泛应用于塑料、纤维和医疗领域。

其合成方法主要包括缩聚反应法和环氧开环聚合法。

下面将介绍这两种方法的合成步骤和反应机理。

缩聚反应法缩聚反应法是聚碳酸酯主要的合成方法之一。

具体步骤如下:1.原料准备:将二元醇(如丙二醇)和二酸(如对苯二甲酸)作为原料进行准备。

2.缩聚反应:首先,在反应釜中加热至适宜的温度,将二元醇和二酸加入反应釜中,开始进行酯化反应。

在酯化反应过程中,水是副产物,会逐渐脱除。

3.聚合物合成:经过酯化反应生成聚合前体后,再经过缩聚反应,使得聚合前体相互缩合,形成聚碳酸酯聚合物。

4.提纯和成形:得到的聚碳酸酯聚合物需要进行提纯和相应的成形处理,以得到最终产品。

环氧开环聚合法除了缩聚反应法,环氧开环聚合法也是一种重要的合成方法,具体步骤如下:1.环氧树脂制备:首先,将环氧树脂作为原料,经过适当处理使其成为聚合前体。

2.开环聚合反应:在合适的条件下,如适宜的温度和催化剂存在下,开始进行环氧开环聚合反应。

在这一过程中,环氧基团会与其它官能团发生开环反应,生成聚碳酸酯。

3.聚合物合成:开环反应进行后,形成聚碳酸酯的聚合物结构。

4.提纯和成形:最后,对得到的聚碳酸酯聚合物进行提纯和成形处理,得到符合要求的最终产品。

合成反应机理在缩聚反应中,二元醇和二酸发生酯化反应生成酯键,然后通过缩聚反应,酯键发生缩合形成聚合物链。

而在环氧开环聚合中,环氧基团通过开环反应与其它官能团结合,形成聚碳酸酯结构。

聚碳酸酯作为一种重要的合成高分子材料,在化工、塑料和纺织等领域具有广泛的应用。

通过不同的合成方法,可以得到具有不同性能和用途的聚碳酸酯产品。

在合成过程中,需要控制反应条件和反应中间体的生成,以确保最终产品的质量和性能。

综上所述,聚碳酸酯的合成方法主要包括缩聚反应法和环氧开环聚合法。

这些方法在工业生产中得到广泛应用,并为聚碳酸酯产品的制备提供了重要的技术支持。

聚碳酸酯的合成工艺

聚碳酸酯的合成工艺

聚碳酸酯的合成工艺
随着科学技术的不断发展,聚碳酸酯作为一种具有广泛应用前景的高分子材料备受关注。

聚碳酸酯具有优异的力学性能、耐热性和耐化学性,被广泛应用于塑料、涂料、光学材料等领域。

其制备工艺是关键的一环,下面将介绍聚碳酸酯的合成工艺。

聚碳酸酯的合成一般采用环酯开环聚合的方法。

首先,通过酚类和二元酸类等原料进行酯交换反应,生成对羟基苯甲酸酯。

接着,将对羟基苯甲酸酯与环氧丙烷等单体在催化剂的作用下进行环氧化反应,生成环氧基聚合物。

最后,环氧基聚合物通过缩聚反应形成聚碳酸酯。

在聚碳酸酯的合成过程中,催化剂的选择至关重要。

常用的催化剂包括金属催化剂和有机催化剂。

金属催化剂如锌、锡等通常用于有机溶剂体系中的合成,而有机催化剂则主要应用于水性体系中。

催化剂的选择直接影响着合成反应的速度和产物的质量。

在合成工艺中,温度、压力等条件也是需要精心控制的因素。

通常,合成温度控制在适宜的范围内可以提高反应速率,但过高的温度可能导致产物质量下降。

压力的控制则可以调节反应平衡,影响聚合物的分子量和分布。

除了基本的合成工艺,还有一些改进方法用于提高聚碳酸酯的合成效率和性能。

例如,引入共聚物可以改善聚碳酸酯的力学性能和热稳定性;采用无溶剂合成可以减少对环境的污染;应用微波辐射技术可以提高反应速率。

总的来说,聚碳酸酯的合成工艺是一个复杂而细致的过程,需要精密的操控和催化剂的协同作用。

通过不断的研究和改进,聚碳酸酯作为一种重要的高分子材料将有更广泛的应用前景。

1。

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聚碳酸酯的合成工艺对比及进展分析聚碳酸酯(PC)是一种无味、无毒、透明的无定形热塑性材料,是分子链中含有碳酸酯链一类高分子化合物的总称。

聚碳酸酯可分为脂肪族、脂环族、芳香族等几大类田。

但因制品、加工性能及经济等因素的制约,目前仅有双酚A型的芳香族聚碳酸酯投入工业化规模生产和应用。

自从1958年聚碳酸酯商业化生产以来,其种类和用途两方面的研发均获得了巨大进展,因此其作为一种主要的热塑性工程塑料而广泛进入了国民经济的各个领域。

双酚A型聚碳酸酯是目前产量最大、用途最广的一种聚碳酸酯,也是发展最快的工程塑料之一。

本文所述聚碳酸酯即为双酚A型聚碳酸酯。

聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料,具有突出的抗冲击能力,耐蠕变,尺寸稳定性好,耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良,被广泛用于电子电气、电动工具、交通运输、汽车、机械、仪表、建筑、信息存储、光学材料、医疗器械、体育用品、民用制品、保安、航空航天及国防军工等领域,是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品,也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。

预测我国聚碳酸酯市场的年均增长率将达到10.2%,至2010年工程塑料需求量将接近400万t。

聚碳酸酯产量年增长可能达到9%,销售量年增长将达10%。

在聚碳酸酯的合成工艺发展历程中,出现的合成方法颇多,如低温溶液缩聚法、高温溶液缩聚法、吡啶法和部分吡啶法等等,至今仍不断有新的合成方法报道,但已工业化、形成大规模生产的工艺路线并不多,这些方法或者不成熟,或者因成本较高而制约了实际应用m。

目前世界上大部分生产厂家普遍采用界面缩聚法或熔融酯交换法,其中80%的生产厂家采用界面缩聚法。

聚碳酸酯工业化生产工艺按照是否使用光气作原料可主要分为两大类。

第一类是使用光气的生产工艺。

第二类是完全不使用光气的生产工艺。

1光气法1.1溶液光气法以光气和双酚A为原料,在碱性水溶液和二氯甲烷(或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚,得到的聚碳酸酯胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得聚碳酸酯产品。

此工艺经济性较差,且存在环保问题,缺乏竞争力,已完全淘汰。

1.2界面缩聚法1.2.1二步界面缩聚法界面缩聚法合成聚碳酸酯化学原理:参与界面缩聚反应的两种单体是双酚A 钠盐和光气,其化学反应式如上所示。

按传统的方法,在实施上述反应时,一般分为两步,即光气化阶段和缩聚阶段,这便是通常所说的“二步界面缩聚法”。

1.2.2一步界面缩聚法近年来,“二步界面缩聚法”正在向“一步界面缩聚法”发展。

在一步界面缩聚法反应过程中,在反应一开始就加入催化剂,由于催化剂显著地加速氯甲酸酯基团与酚盐酯化的反应速度,故当双酚A钠盐光气化的同时,就伴随着缩聚反应的进行,而且几乎在光气化反应结束的同时,缩聚反应也随之结束。

“一步法”光气界面聚合生产聚碳酸酯,反应速度快,双酚A、光气等原料消耗大大降低。

工艺成熟、生产稳定、易于操控,是目前世界上比较成熟的合成聚碳酸酯方法之一。

1.3酯交换法酯交换法生产聚碳酸酯的聚合工艺,又称本体聚合法,最早由Bayer公司开发并工业化的,也是一种间接光气法工艺。

酯交换法的生产工艺如下:以苯酚为原料,经界面光气化反应制备碳酸二苯酯;碳酸二苯酯在催化剂(如卤化锂、氢氧化锂、卤化铝锂及氢氧化硼等)存在下与双酚A进行酯交换反应得到低聚物,进一步缩聚得到聚碳酸酯,反应过程分为酯交换阶段和缩聚阶段。

酯交换阶段主要生成聚合度为3-6的齐聚物。

在缩聚阶段,随着反应体系温度的升高和压力的降低,酯交换形成的齐聚物发生反应生成更高聚合度的聚碳酸酯。

由于在酯交换阶段和缩聚阶段的反应过程均为可逆平衡反应,为获得高相对分子质量的聚碳酸酯,必须不间断并尽可能多地从反应物系中移出反应生成的低相对分子产物或碳酸二苯酯。

因而在熔融酯交换缩聚工艺中,除原料简单、无须使用溶剂,避免了繁杂的后处理工序外,对原材料双酚A的纯度要求很高、反应体系高温、高真空及反应后期体系的高粘度,成为其显著特点。

自20世纪60年代开始就进行了酯交换法合成聚碳酸酯的研究,在聚碳酸酯工业化初期,由于其生产出的产品光学性能较差,催化剂易污染,并且由于存在副产品-酚而导致产品分子量较低,应用范围有限。

而且由于搅拌、传热等工程问题的限制,难以实现大吨位的工业生产,这些缺点限制了该工艺的商业应用。

这种方法规模化生产开展始于20世纪80年代之后,美国、日本、欧洲各国申请了大量关于此研究的专利,从不同的方面改进和完善酯交换法,大部分涉及催化剂的选择和配置。

目的是提高产品的质量、减少灰分、降低能耗以及简化工艺。

特别是近几年,随着化工设备、控制仪表技术的进步,同时也是为了配合非光气PC技术的发展,这种方法又重新出现,并得到了较大改进。

通过以上论述可以对两种聚碳酸酯生产工艺进行总结,结论如下:2非光气法非光气酯交换法与传统酯交换法在树脂聚合上是完全一样的,即由双酚A和碳酸二苯酯经酯交。

换和缩聚反应得到聚碳酸酯,区别是传统酯交换法的碳酸二苯酯是以光气为合成原料,而非光气酯交换法的碳酸二苯酯不以光气为合成原料,采用碳酸二甲酯经酯交换反应制得的。

非光气化法生产碳酸二苯酯是目前研究最多的方法。

其中一种是苯酚、一氧化碳和氧气的羰基化反应,在碱、溴化钯以及四配位基金属氧化还原助催化剂存在下,苯酚、一氧化碳、氧气反应,生成碳酸二苯酯。

非光气酯交换法是原料单体到产品的合成过程中都不使用光气为原料的一种聚碳酸酯合成工艺。

该工艺为“绿色工艺”,具有全封闭、无副产物、基本无污染等特点,从根本上摆脱了有毒原料-光气,而且碳酸二苯酯的纯度进一步提高,对聚合更有利。

这种工艺的开发成功,是对传统酯交换聚碳酸酯合成工艺的一大突破。

它避开了剧毒的光气作为原料,对操作人员和环境的安全都起到了积极的作用。

生产原材料为一氧化碳、氧气和双酚A,可使原料成本明显下降。

是聚碳酸酯合成工艺的发展方向。

因此可以得出结论,非光气酯交换法在未来聚碳酸酯生产中将逐渐占据主导地位。

该工艺存在的问题是,碳酸二甲酯与苯酚的酯交换反应收率不高,还需要新的突破。

3其它生产方法3.1开环聚合法使环状低聚物开环而聚合成高分子化合物的工艺过程叫做开环聚合法。

以双酚A型环式碳酸酯低聚物为原料的开环聚合工艺简单,不需要后处理。

双酚A型环式碳酸酯低聚物在225℃左右是一种低粘度液体,在催化剂存在下开环转化成线型聚碳酸酯。

其重均相对分子质量可达14万,相对分子质量的控制在一定程度上与催化剂用量成反比。

将环式低聚物转化为线型聚合物的优点不仅在于生成聚合物的相对分子质量大,而且其最大特点是可以直接进行模塑制品的生产,如挤出、注射和滚塑。

由于高相对分子质量的聚碳酸酯其熔体流动速率小,加工温度高,使挤出和注射都带来许多麻烦,影响了制品质量,而环式低聚物在225℃粘度很低,可以在螺杆内或模具内进行开环聚合,直接成为高相对分子质量线型聚碳酸酯的制品。

聚合和成型的一体化,将促进环式碳酸酯低聚物的工业化生产不断完善。

3.2固相缩聚法固相缩聚法通过光气法和酯交换法制得的聚碳酸酯均为无定形态,它的玻璃较高(149℃),但结晶比例很低。

如今人们对于发展结晶聚碳酸酯的兴化温度Tg趣却越来越浓厚,这主要是因为通过提高结晶度可提高聚碳酸酯制品的力学性能,热变形温度和耐溶剂、耐化学腐蚀性。

Iyer等通过对固相反应的研究发现,固相缩聚得到的聚碳酸酯不仅相对分子质量高,结晶度也有所提高。

固相反应分两步进行:①双酚A和碳酸二苯酯发生酯交换反应生成带有活性端基的聚碳酸酯预聚物,平均相对分子质量仅6000多;以下,②该预聚物在催化剂存在下,在固态进行链扩展生成控制在熔点Tm反应需在真空中进行。

固相缩聚除了可制得高分子量结晶聚碳酸酯,平均相对分子质量可达46900,结晶度在35%左右。

还可制得耐热聚碳酸酯和可溶性聚碳酸酯。

3.3各种改进合成方法除以上的合成方法外,在聚碳酸酯合成方面,为了获得高品质或特种功能的聚碳酸酯,近年来对原有方法及工艺进行了研究改进,而且创造出新的合成方法与工艺技术。

日本三菱瓦斯化学提出了光气法的湿法工艺专利,将双酚A溶于含有亚硫酸盐。

的氢氧化钠水溶液中、加入二氯甲烷溶液,再通入光气、而后添加壬基酚聚乙氧基醚类表面活性剂使体系乳化、最后加入三乙胺催化于20-25℃聚合。

我国晨光化工研究院的一步法制备光盘级聚碳酸酯专利也是光气法的工艺技术,该专利技术的关键在于预先将光气溶于二氯甲烷构成有机相、双酚A和碱等构成水溶液体系。

改进的酯交换法是以碳酸二苯酯在熔融状态下与双酚A进行酯交换反应,再经脱酚而得聚碳酸酯。

美国的GE公司和日本的三菱工程塑料公司已实现了工业化生产。

美国的GE公司最近推出了酯交换法新的专利,催化剂为六乙基胍的双酚A盐,用这种催化剂制备的聚碳酸酯的稳定性以及色泽大幅度提高。

日本三菱化工的专利技术是以碳酸锶作催化剂,双酚A和碳酸二苯酯于210-270℃以及常压至0.5Torr聚合反应得粘均相对分子质量13,000、泛黄指数1.45的聚碳酸酯。

4发展趋势在聚碳酸酯合成工艺中,熔融酯交换缩聚工艺工艺流程简单,仅以双酚A和碳酸二苯酯为原料便可直接反应得到聚碳酸酯,且不使用毒性的溶剂二氯甲烷,因而避免了对环境的危害,大大改善了操作条件;同时也避免了洗涤、脱盐、脱溶剂等一系列繁杂的后处理工序,并可降低聚碳酸酯装置投资和操作费用,因而具有明显的优势。

非光气酯交换法作为酯交换法的改进,具有前面两种方法没有的优点,鉴于各国对环境保护的力度加大,这一绿色化学合成工艺在未来必将有大的发展,但由于种种原因,非光气酯交换法合成聚碳酸酯工艺成本较高,仍然没有大规模工业化生产。

而固相缩聚法和开环聚合法仍然不够成熟,需要更深入的进行研究。

尽管目前全世界多数聚碳酸酯生产装置仍为光气界面缩聚法,但20世纪90年代中期以来所发表的有关聚碳酸酯的国外专利绝大多数与熔融酯交换缩聚法有关,从国外各大厂商的研发动向分析,用该方法取代传统的聚碳酸酯生产法已是大势所趋。

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