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1、聚碳酸酯的合成及性能表征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。中文名：聚碳酸酯英文名：Polycarbonate（缩写：PC）化学名：2,2'-双（4-羟基苯基）丙烷聚碳酸酯合成方法在聚碳酸酯合成工艺的发展历程中,出现过很多合成方法,如低温溶液缩聚法、高温溶液缩聚法
2、、吡啶法、部分吡啶法、光气界面缩聚法、熔融酯交换缩聚法、固相缩聚法等等。目前,可用于工业规模生产的则有光气(界面缩聚)法和熔融酯交换缩聚法、非光气熔融酯交换缩聚法3种合成工艺。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
3、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。熔融酯交换缩聚法熔融酯交换缩聚法的两种反应单体分别是双酚A和碳酸二苯酯。碳酸二苯酯和双酚A在催化剂的作用下,先进行酯交换反应,由于酯交换反应过程为可逆平衡反应,在反应过程中不断除去小分子苯酚,以使反应向酯交换反应的正反应方向进行。在缩聚反应过程中,在高温、高真空、催化剂存在的情况下,不断除去碳酸二苯酯,使聚合物粘度逐渐升高,当搅拌功率达到一定值时,熔体聚合物直接从缩聚反应器中挤压成条,经切粒机切粒后形成聚碳酸酯树酯。非光气熔融酯交换缩聚法非光气法制碳酸二苯酯技术,以甲醇、一氧化碳、氧气
4、为原料,在催化剂的作用下,经氧化、羧化等反应合成碳酸二甲酯;或由二氧化碳、环氧乙合成碳酸亚乙酯,碳酸亚乙酯与甲醇反应生成碳酸二甲酯。再由碳酸二甲酯经酯交换过程制取碳酸二苯酯。碳酸二苯酯和双酚A在熔融状态下在催化剂的作用下进行酯交换反应,在反应过程中不断除去小分子苯酚。然后在催化剂,高真空,高温条件下进行缩聚反应,生成聚碳酸酯。光气化界面缩聚法是目前工业上应用较为广泛的工艺，长期以来采用该工艺的聚碳酸酯生产能力占绝对优势，但由于生产中使用剧毒光气，且要循环使用二氯甲烷溶液(使用量是产量的15倍左右)和叔胺，同时生产过程中产生含氯化物的大量废水
5、，对环境造成污染和破坏，因此目前处于限制发展状态。酯交换熔融缩聚法是一种间接光气法工艺，由于产品光学性能较差，催化剂易污染，副产品难以去除，再加上搅拌、传热等问题的限制，难以实现大吨位工业化生产。非光气法PC生产工艺是从绿色合成化学角度，先由甲醇、一氧化碳(来自气化装置)、二氧化碳(来自环氧乙烷装置排放气)、环氧乙烷、环氧丙烷等基本原料出发，采用非光气工艺路线合成碳酸二甲酯(DMC)，再由DMC代替光气与苯酚进行酯交换反应生成碳酸二苯酯(DPC)，最后DPC和双酚A酯交换生产PC。该生产过程不使用有毒物质，原子利用率高，副产物甲醇和苯酚可以
6、循环利用，整个PC生产过程可实现“零排放”，是典型的“绿色化学”清洁生产工艺。Comparison合成聚碳酸酯技术路线的比较非光气熔融酯交换缩聚法非光气法PC生产工艺路线图工艺流程酯交换法生产DMC的工艺流程是以CO、环氧乙烷或环氧丙烷为原料，在气相条件下通过高压和催化剂作用生产碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯，然后EC和甲醇进行酯交换反应生产DMC。甲醇羰化氧化法是以CO和甲醇为原料，通过甲醇羰化氧化法生产DMC。DMC再与苯酚酯交换生成DPC，然后DPC在熔融状态下与双酚A进行酯交换、缩聚制得PC产品。DMC与苯酚的酯交换反应通常分为2步
7、进行：第一步酯交换生成甲基苯基碳酸酯(MPC)；第二步是MPC与苯酚进一步酯交换得到DPC，或由MPC直接歧化得到DPC，同时生成与DPC等摩尔的DMC。DPC与双酚A酯交换熔融缩聚法制备聚碳酸酯，其反应过程可分为酯交换阶段和缩聚阶段，先制成液状低分子PC预聚体后再聚合制成高分子PC。优点(1)可以充分利用环氧乙烷装置排放的CO：资源；(2)碳酸乙烯酯作为一种低毒的多用途化学品，具有许多优良的性能，同时克服了环氧乙烷闪点低、易燃易爆、不易贮运的特点；(3)转化率高，并避免了水作为原料带来的高能耗和杂质问题，生成乙二醇的选择性很高，可避免生成
8、二乙二醇和三乙二醇(环氧乙烷水解为乙二醇的常规副产物)；(4)该技术合成碳酸二甲酯，环氧乙烷只是一个“载体”，不消耗在碳酸二甲酯中。仅仅引入甲醇就增加了一个附加值很高的产品，是碳
