โพลีคาร์บอเนต (PC) เป็นสายโซ่โมเลกุลที่ประกอบด้วยกลุ่มคาร์บอเนตตามโครงสร้างโมเลกุลที่มีกลุ่มเอสเทอร์ที่แตกต่างกันสามารถแบ่งออกเป็นอะลิฟาติก, อะลิไซคลิก, อะโรมาติกซึ่งมีคุณค่าในทางปฏิบัติมากที่สุดของกลุ่มอะโรมาติกและประเภทบิสฟีนอล A ที่สำคัญที่สุด โพลีคาร์บอเนตน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยหนักทั่วไป (Mw) ใน 20-100,000

รูปภาพสูตรโครงสร้างพีซี

โพลีคาร์บอเนตมีความแข็งแรง ความเหนียว ความโปร่งใส ความร้อนและความเย็น การประมวลผลง่าย สารหน่วงไฟ และประสิทธิภาพที่ครอบคลุมอื่นๆ การใช้งานปลายน้ำหลักคือเครื่องใช้ไฟฟ้า แผ่น และยานยนต์ อุตสาหกรรมทั้งสามนี้คิดเป็นสัดส่วนประมาณ 80% ของการบริโภคโพลีคาร์บอเนต อื่นๆ ใน ชิ้นส่วนเครื่องจักรอุตสาหกรรม ซีดีรอม บรรจุภัณฑ์ อุปกรณ์สำนักงาน การแพทย์และการดูแลสุขภาพ ฟิล์ม อุปกรณ์สันทนาการและการป้องกัน และสาขาอื่น ๆ อีกมากมายยังประสบความสำเร็จในการใช้งานที่หลากหลาย และกลายเป็นหนึ่งในห้าพลาสติกวิศวกรรมในประเภทที่เติบโตเร็วที่สุด

ในปี 2020 กำลังการผลิตพีซีทั่วโลกประมาณ 5.88 ล้านตัน กำลังการผลิตพีซีของจีน 1.94 ล้านตันต่อปี การผลิตประมาณ 960,000 ตัน ในขณะที่การบริโภคโพลีคาร์บอเนตที่ชัดเจนในจีนในปี 2020 สูงถึง 2.34 ล้านตัน มีช่องว่าง เกือบ 1.38 ล้านตัน ต้องนำเข้าจากต่างประเทศความต้องการของตลาดขนาดใหญ่ดึงดูดการลงทุนจำนวนมากเพื่อเพิ่มการผลิต คาดว่ามีโครงการพีซีจำนวนมากที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างและเสนอในประเทศจีนในเวลาเดียวกัน และกำลังการผลิตในประเทศจะเกิน 3 ล้านตันต่อปีในอีกสามปีข้างหน้า และอุตสาหกรรมพีซีมีแนวโน้มเร่งถ่ายโอนไปยังประเทศจีน

แล้วกระบวนการผลิตพีซีมีอะไรบ้าง?ประวัติการพัฒนาพีซีในและต่างประเทศเป็นอย่างไรผู้ผลิตพีซีหลักในประเทศจีนคือบริษัทใดต่อไปเราจะทำการหวีสั้น ๆ

พีซีสามวิธีกระบวนการผลิตหลัก

วิธีโฟโตแก๊สแบบควบแน่นระหว่างผิวหน้า วิธีแลกเปลี่ยนเอสเทอร์หลอมเหลวแบบดั้งเดิม และวิธีการแลกเปลี่ยนเอสเทอร์หลอมเหลวแบบไม่ใช้โฟโตแก๊ส เป็นกระบวนการผลิตหลักสามขั้นตอนในอุตสาหกรรมพีซี
รูปภาพ รูปภาพ
1. วิธีฟอสจีนแบบโพลีคอนเดนเซชันระหว่างผิวหน้า

เป็นปฏิกิริยาของฟอสจีนในตัวทำละลายเฉื่อยและสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำของบิสฟีนอล เอ เพื่อผลิตโพลีคาร์บอเนตน้ำหนักโมเลกุลขนาดเล็ก แล้วควบแน่นเป็นโพลีคาร์บอเนตโมเลกุลสูงครั้งหนึ่ง ประมาณ 90% ของผลิตภัณฑ์โพลีคาร์บอเนตอุตสาหกรรมถูกสังเคราะห์ด้วยวิธีนี้

ข้อดีของพีซีวิธีฟอสจีนแบบโพลีคอนเดนเซชันแบบอินเทอร์เฟเชียลคือน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์สูง ซึ่งสามารถเข้าถึง 1.5~2*105 และผลิตภัณฑ์บริสุทธิ์ คุณสมบัติทางแสงที่ดี ความต้านทานการไฮโดรไลซิสที่ดีขึ้น และการประมวลผลที่ง่ายดายข้อเสียคือกระบวนการโพลิเมอไรเซชันต้องใช้ฟอสจีนที่เป็นพิษสูงและตัวทำละลายอินทรีย์ที่เป็นพิษและระเหยง่าย เช่น เมทิลีนคลอไรด์ ซึ่งก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างร้ายแรง

วิธีการแลกเปลี่ยนเอสเตอร์หลอมละลายหรือที่เรียกว่า ontogenic polymerization ได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดยไบเออร์ โดยใช้บิสฟีนอล เอ หลอมเหลว และไดฟีนิล คาร์บอเนต (ไดฟีนิลคาร์บอเนต, DPC) ที่อุณหภูมิสูง สุญญากาศสูง สถานะการปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการแลกเปลี่ยนเอสเทอร์ การควบแน่นล่วงหน้า การควบแน่น ปฏิกิริยา.

ตามวัตถุดิบที่ใช้ในกระบวนการ DPC สามารถแบ่งออกเป็นวิธีแลกเปลี่ยนเอสเทอร์หลอมเหลวแบบดั้งเดิม (หรือที่เรียกว่าวิธีโฟโตแก๊สทางอ้อม) และวิธีการแลกเปลี่ยนเอสเทอร์หลอมเหลวที่ไม่ใช่โฟโตแก๊ส

2. วิธีแลกเปลี่ยนเอสเทอร์หลอมเหลวแบบดั้งเดิม

แบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน: (1) ฟอสจีน + ฟีนอล → DPC;(2) DPC + BPA → PC ซึ่งเป็นกระบวนการฟอสจีนทางอ้อม

กระบวนการนี้สั้น ปราศจากตัวทำละลาย และต้นทุนการผลิตต่ำกว่าวิธีฟอสจีนควบแน่นแบบประสานผิวหน้าเล็กน้อย แต่กระบวนการผลิตของ DPC ยังคงใช้ฟอสจีน และผลิตภัณฑ์ DPC มีกลุ่มคลอโรฟอร์เมตในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งจะส่งผลต่อผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย คุณภาพของพีซีซึ่งจำกัดการส่งเสริมกระบวนการในระดับหนึ่ง

3. วิธีแลกเปลี่ยนเอสเทอร์หลอมเหลวที่ไม่ใช่ฟอสจีน

วิธีการนี้แบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน: (1) DMC + ฟีนอล → DPC;(2) DPC + BPA → PC ซึ่งใช้ไดเมทิลคาร์บอเนต DMC เป็นวัตถุดิบและฟีนอลในการสังเคราะห์ DPC

ผลพลอยได้จากฟีนอลที่ได้จากการแลกเปลี่ยนเอสเทอร์และการควบแน่นสามารถนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อสังเคราะห์กระบวนการ DPC ได้ จึงทำให้เกิดการนำวัสดุกลับมาใช้ใหม่และความประหยัดที่ดีเนื่องจากวัตถุดิบมีความบริสุทธิ์สูง ผลิตภัณฑ์จึงไม่จำเป็นต้องทำให้แห้งและล้าง และคุณภาพของผลิตภัณฑ์ก็ดีกระบวนการนี้ไม่ใช้ฟอสจีน เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และเป็นเส้นทางกระบวนการสีเขียว

ด้วยข้อกำหนดระดับชาติสำหรับของเสียสามประการขององค์กรปิโตรเคมี ด้วยการเพิ่มข้อกำหนดระดับชาติด้านความปลอดภัยและการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมขององค์กรปิโตรเคมีและข้อ จำกัด ในการใช้ฟอสจีนเทคโนโลยีการแลกเปลี่ยนเอสเทอร์หลอมเหลวที่ไม่ใช่ฟอสจีนจะค่อยๆเข้ามาแทนที่วิธี อนาคตเป็นทิศทางการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตพีซีในโลก