Garis ekstrusi lembaran berongga PC

Riset lan analisis pasar babagan metode polimerisasi kanggo PC polikarbonat

PC bolonggaris ekstrusi sheetPolikarbonat (PC) kuwi polimer sing ngandhut gugus karbonat ing rantai molekul, rumus struktur molekul dituduhake ing rumus kasebut.

PC iku polimer amorf sing meh ora ana warnane, kaya kaca, kanthi sipat optik sing apik, tahan panas, tahan benturan, tahan asam lemah lan alkali, lan lenga netral. Massa molekul relatif dhuwur PC nduweni ketangguhan sing dhuwur, nanging kurang tahan hidrolisis, sensitif marang pecah, kurang tahan goresan, rentan marang pelarut organik tartamtu, dadi kuning nalika kena sinar ultraviolet jangka panjang, lan ora bisa digunakake kanggo produk sing bola-bali kena uap tekanan dhuwur.

PC bisa dipérang dadi alifatik, aromatik, alifatik-aromatik lan jinis liyané miturut struktur klompok ester, ing antarané PC alifatik lan alifatik-aromatik duwé sipat mekanik sing luwih murah, sing mbatesi aplikasiné ing plastik teknik; mung PC aromatik sing diprodhuksi sacara industri nganti saiki. Amarga kekhasan strukturalé, PC wis dadi salah sawijining plastik teknik umum sing paling cepet berkembang kanthi kinerja sakabèhé sing apik banget lan digunakaké sacara wiyar ing babagan elektronik lan peralatan listrik, wadhah lembaran, industri otomotif, piranti medis lan peralatan protèktif, lan kanthi cepet ngembang menyang bidang anyar kayata aerospace lan penerbangan, komponen optik lan informasi optoelektronik.

Proses produksi PC

Saiki, ana telung proses produksi kanggo PC, yaiku polikondensasi antarmuka fotogas (uga dikenal minangka metode fotogas), polikondensasi ijol-ijolan ester cair, lan polikondensasi ijol-ijolan ester cair non-fotogas.

1. Polikondensasi antarmuka fotogas

Kapisan, CO dipikolehi kanthi oksidasi parsial lan pemurnian batu bara kokas utawa alkana karbon rendah, dene NaCl banyu dielektrolisis kanggo entuk Cl2 lan NaOH. CO sing diasilake direaksikake karo Cl2 kanggo ngasilake bahan mentah fosgen, sing ngalami kondensasi antarmuka karo BPA ing larutan CH2Cl2 kanggo ngasilake PC.

Saliyané iku, NaOH sing diasilaké saka elektrolisis dadi katalis ing prosès réaksi. Larutan PC sing dipikolehi dhisik dimurnèkaké kanthi ngumbah nganggo banyu sing akèh, banjur nambah heksana utawa toluena lan nyuling kanggo mbusak pelarut kaya ta CH2Cl2 kanggo olèh pelet PC. PC sing wis garing digranulasi nganggo granulator leleh. Reaksi iki ditindakaké ing tekanan atmosfer lan bahan sing wis dipisahaké sawisé réaksi polikondensasi, cairan induk saka sentrifugasi, diklorometana lan asam klorida didaur ulang.

Proses iki wis mateng, kualitas produke dhuwur, ora ana syarat khusus kanggo kemurnian bahan mentah, peralatan reaksi relatif prasaja lan bisa ditindakake ing kahanan suhu lan tekanan rendah, nanging ion klorida sisa ing proses persiapan bakal duwe pengaruh marang kualitas produk. Kajaba iku, bahan mentah yaiku fosgen sing beracun banget, sing relatif mbebayani, dene jumlah gas limbah lan banyu limbah sing diasilake akeh.

GE (General Electric) Plastics, Bayer lan Mitsubishi Chemical nggabungake penguapan lan presipitasi ing proses pasca-perawatan kanggo mbusak rereged sing larut kanthi bantuan pelarut lan pengendap lan ningkatake efek pemurnian.

2. Polikondensasi Pertukaran Ester Leleh
Polikondensasi Pertukaran Ester Melt adhedhasar fenol minangka bahan mentah, DPC disiapake dhisik kanthi reaksi fotogasifikasi antarmuka, banjur kanthi anané katalis (kayata litium halida, litium hidroksida, litium aluminium halida lan boron hidroksida, lsp.) lan aditif, banjur oligomer dipikolehi kanthi reaksi pertukaran ester karo bisphenol A, lan polikondensasi luwih lanjut kanggo entuk produk PC, proses reaksi dituduhake ing persamaan (3).

Proses iki luwih murah tinimbang polikondensasi antarmuka fotogas lan relatif prasaja lan ngasilake banyu lan gas limbah sing luwih sithik. Nanging, proses iki isih mbutuhake panggunaan fosgen sing beracun banget ing persiapan DPC bahan mentah, lan pengotor sing ngandhut Cl sing diasilake bisa mateni katalis alkali liwat reaksi netralisasi, nyuda kinerja PC nalika uga nyebabake bahan dadi kuning.

3. Metode polikondensasi ijol-ijolan ester leleh non-fosgen
Ing taun 1978, GE Plastics pisanan ngumumake paten kanggo karbonilasi oksidatif fenol karo CO lan O2 nggunakake Pd minangka katalis kanggo ngasilake DPC, sing banjur diijolake karo BPA ing kahanan cair kanggo mbentuk PC, kaya sing dituduhake ing persamaan (4).

Proses karbonilasi oksidatif metanol karo CO lan O2 kanggo mbentuk dimetil karbonat (DMC) pisanan diungkapake dening Romano et al. ing taun 1980. DMC banjur ngalami reaksi ijol-ijolan ester karo fenol kanggo mbentuk toluena karbonat (MPC), MPC ora proporsional kanggo mbentuk DPC, lan DPC ngalami reaksi polikondensasi ijol-ijolan ester karo bisfenol A ing kahanan cair kanggo ngasilake produk PC, kaya sing dituduhake ing rumus (5).

Ing taun 1993, GE Plastics mimpin produksi industri PC kanthi proses non-fosgen nggunakake reaktor biaksial kanthi kapasitas 25,000 ton/a nggunakake CO minangka bahan mentah.

CO2 iku bahan mentah sing ora beracun, ora gampang kobong, lan bisa dianyari maneh sacara biologis, lan aktivitase luwih murah dibandhingake karo CO, nanging uga bisa digunakake minangka monomer kopolimer kanggo ngasilake PC. ningbo zhejiang iron dafeng chemical co., ltd. ing China wis ngembangake proses produksi PC metode non-fosgen kanthi mandiri nggunakake CO2 lan propilen oksida minangka bahan mentah, lan kapasitas produksi tahunan saiki yaiku 100,000 ton. Asahi Kasei ing Jepang uga wis ngembangake proses kanggo produksi PC kanthi metode non-fosgen nggunakake CO2, kaya sing dituduhake ing Gambar 2. Iki dituduhake ing Gambar 2.
Proses iki ditindakake ing lingkungan anhidrat (kajaba banyu pendingin) tanpa nggunakake bahan mentah korosif. Produk sampingan metanol lan fenol bisa didaur ulang lan proses reaksi ngasilake 2 produk PC kualitas dhuwur lan MEG kemurnian dhuwur tanpa ana limbah utawa generasi limbah.
Proses iki ora nggunakake zat beracun, nduweni tingkat pemanfaatan atom sing dhuwur lan bebas polusi. Bahan mentah lan produk sampingan sing berlebihan bisa didaur ulang sajrone proses produksi, sing efektif ngontrol biaya produksi.

Pasar PC lan prospek pangembangan

Ing taun-taun pungkasan, kanthi perkembangan ekonomi sing cepet lan ekspansi aplikasi anyar, PC wis dadi salah sawijining plastik rekayasa sing paling cepet berkembang, kanthi produsen utama dikonsentrasi ing Amerika Serikat, Eropa Kulon lan Jepang, ing ngendi Bayer, GE Plastics, Dow Chemical lan Teijin ngontrol produksi lan pasar PC ing donya.

Ing taun 2020, wilayah Asia-Pasifik bakal nyumbang udakara 72.6% saka panjaluk PC global, lan China wis dadi produsen lan konsumen PC paling gedhe ing donya. Kanthi dhukungan sing kuwat saka kabijakan nasional, lan introduksi teknologi PC ing wangun usaha patungan lan pematangan teknologi produksi domestik sing terus-terusan, proyek produksi PC utama wis diinvestasikan, sing nambah kapasitas produksi PC domestik kanthi signifikan, saengga industri iki wis nggawa kesempatan pangembangan anyar.

Alangan teknis kanggo proses produksi PC relatif dhuwur, lan China miwiti kasep. Sadurunge 2015, kabeh pabrik produksi PC domestik dibangun kanthi usaha patungan utawa introduksi teknologi, lan kapasitas produksine akeh banget. Wiwit kuwi, perusahaan kayata Wanhua Chemical lan Sichuan Zhonglan Guohua New Material wis ngembangake macem-macem teknologi sintesis PC kanthi hak kekayaan intelektual independen, sing wis ndadekake industri PC China bisa berkembang lan tuwuh.

Saiki, kapasitas produksi anyar ing donya utamane dikonsentrasi ing China. Kapasitas produksi PC China ing taun 2019 yaiku 1.66 yuta ton, mundhak 31.74% saben taun, kanthi tingkat pemanfaatan kapasitas 58%. Kapasitas produksi PC China ing taun 2020 mundhak dadi 2.44 yuta ton lan produksi mundhak dadi 1.185 yuta ton.

PC wis kalebu ing industri teknologi tinggi nasional, industri strategis utama sing lagi berkembang, lan sepuluh bidang utama sing diterangake ing "Made in China 2025". Didorong dening kabijakan nasional lan investasi gedhen ing kapasitas produksi domestik, pasar PC domestik ing mangsa ngarep mesthi bakal nuduhake kahanan ing ngendi pasokan ngluwihi panjaluk, kanthi perkiraan konservatif 2.41 yuta ton/a kapasitas produksi PC sing bakal dirilis ing China ing taun 2023, ing wektu kasebut total kapasitas produksi PC China bakal cedhak karo 3.6 yuta ton/a.

Dibandhingake karo kapasitas produksi PC sing saya tambah cepet, panjaluk hilir durung dirilis bebarengan. Sakabèhé, pertumbuhan konsumsi PC alon lan industri wis mlebu periode pembangunan sing kurang. PC biasa duwé resistensi dampak lan resistensi kimia sing kurang lan ora bisa diterapake ing pirang-pirang bidang, nanging alangan teknis kanggo produksi produk kelas atas dhuwur. Nalika ngembangake produksi kanthi kecepatan dhuwur, perusahaan domestik kudu nguatake kualitas produk lan ngganti dilema produk kelas bawah sing berlebihan lan kekurangan produk kelas atas supaya bisa tuwuh lan berkembang ing kompetisi pasar sing sengit.

Saka telung proses produksi utama PC, metode non-fosgen ora ngrusak lingkungan, ora ana produk sampingan, investasi sing murah, efisiensi sing apik lan kualitas produk sing diasilake dhuwur, sing mesthi bakal dadi arah pangembangan PC ing mangsa ngarep. Saiki, biaya produksi DPC kanthi kemurnian dhuwur bisa dikurangi kanthi ngembangake katalis sing efisien, lan saliyane iku, reaktor efisiensi dhuwur bisa dirancang supaya cocog kanggo produksi prepolimer PC kanthi viskositas leleh sing dhuwur.

Senajan kapasitas produksi lan konsumsi PC ing China saya tambah, produk-produk kasebut umume bahan dhasar, utamane digunakake ing kemasan, film lan lembaran, lan liya-liyane, kanthi aplikasi sing sempit lan bathi sing sithik. Produk-produk mewah sing digunakake ing otomotif, peralatan rumah tangga, produk elektronik lan bidang liyane isih gumantung marang usaha patungan utawa perusahaan asing. Kanthi rilis kapasitas produksi luwih lanjut, pasokan lan permintaan saya cedhak karo keseimbangan, persaingan ing industri PC saya tambah intensif lan perusahaan ngadhepi tantangan gedhe. Ngilangake teknologi sing ora ramah lingkungan, nyuda biaya produksi bahan baku PC, ngatur lan ningkatake kinerja produk, ngembangake produk kinerja dhuwur, nyuda konsumsi energi piranti, ningkatake daya saing piranti, lan nambah kekuatan riset lan pangembangan independen teknologi domestik minangka arah pangembangan industri PC ing mangsa ngarep.