聚碳酸酯的合成工艺对比及进展分析

《聚碳酸酯的合成工艺对比及进展分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、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-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，FT而仅有双酚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，其种类和用途两方而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型聚碳酸酯是口前产量最大、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，

2、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，也是近年來壇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、卩比噪法和部分卩比噪法等等，至今仍不断有新的合成

3、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，或者因成木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，其屮80%的生产厂家采用界而缩聚法。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卬烷(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甜。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

4、缩聚法界而缩聚法合成聚碳酸酯化学原理：参与界而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”o1.2.2-步界面缩聚法近年来，“二步界面缩聚法”止在向“一步界面缩聚法”发展。在一步界而缩聚法反应过程屮，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I才I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朿的同吋，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

5、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，乂称本体聚合法，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牛反应牛成更高聚合度的聚碳酸酯。由于在酯交换阶段和缩聚阶

6、段的反应过程均为可逆平衡反应，为获得高相对分了质量的聚碳酸酯，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屮，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茅，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，应用范围冇限。而月.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

7、种方法规模化生产开展始于20世纪80年代之后，美国、日木、欧洲各国申请了犬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，这种方法乂重新出现，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：珈酣.価畝繼册僦編蠅瞇械为血髓解働I飙蒯种褫械为产g隸橋漏髓紺脐WO