Polikarbonat (PC) adalah rantai molekul yang mengandung gugus karbonat, menurut struktur molekul dengan gugus ester yang berbeda, dapat dibagi menjadi alifatik, alisiklik, aromatik, yang mana nilai paling praktis dari gugus aromatik, dan yang paling penting adalah polikarbonat tipe bisfenol A, berat molekul rata-rata umum (Mw) dalam 20-100.000.

Gambar rumus struktur PC

Polikarbonat memiliki kekuatan, ketangguhan, transparansi, ketahanan terhadap panas dan dingin, pemrosesan mudah, tahan api dan kinerja komprehensif lainnya yang baik, aplikasi hilir utamanya adalah peralatan elektronik, lembaran dan otomotif, ketiga industri ini menyumbang sekitar 80% dari konsumsi polikarbonat, yang lain dalam suku cadang mesin industri, CD-ROM, pengemasan, peralatan kantor, medis dan perawatan kesehatan, film, peralatan rekreasi dan perlindungan dan banyak bidang lainnya juga telah mencapai berbagai aplikasi, menjadi satu dari lima plastik rekayasa dalam kategori yang paling cepat berkembang.

Pada tahun 2020, kapasitas produksi PC global sekitar 5,88 juta ton, sementara kapasitas produksi PC Tiongkok 1,94 juta ton/tahun, dengan produksi sekitar 960.000 ton. Sementara itu, konsumsi polikarbonat Tiongkok pada tahun 2020 mencapai 2,34 juta ton, dengan selisih hampir 1,38 juta ton, sehingga perlu impor dari luar negeri. Permintaan pasar yang besar telah menarik banyak investasi untuk meningkatkan produksi. Diperkirakan banyak proyek PC yang sedang dibangun dan diusulkan di Tiongkok secara bersamaan. Kapasitas produksi domestik diperkirakan akan melampaui 3 juta ton/tahun dalam tiga tahun ke depan. Industri PC menunjukkan tren percepatan transfer ke Tiongkok.

Jadi, apa saja proses produksi PC? Bagaimana sejarah perkembangan PC di dalam dan luar negeri? Siapa saja produsen PC utama di Tiongkok? Selanjutnya, mari kita bahas secara singkat.

Tiga metode proses produksi utama PC

Metode fotogas polikondensasi antarmuka, metode pertukaran ester cair tradisional, dan metode pertukaran ester cair non-fotogas adalah tiga proses produksi utama dalam industri PC.
Gambar Gambar
1. Metode polikondensasi antarmuka fosgen

Ini adalah reaksi fosgen dengan pelarut inert dan larutan natrium hidroksida bisfenol A untuk menghasilkan polikarbonat dengan berat molekul rendah, kemudian dikondensasikan menjadi polikarbonat dengan berat molekul tinggi. Pada suatu masa, sekitar 90% produk polikarbonat industri disintesis dengan metode ini.

Keunggulan metode fosgen polikondensasi antarmuka (PC) adalah berat molekul relatif yang tinggi, dapat mencapai 1,5~2*105, serta produk yang murni, memiliki sifat optik yang baik, ketahanan hidrolisis yang lebih baik, dan proses yang mudah. Kerugiannya adalah proses polimerisasi memerlukan penggunaan fosgen yang sangat beracun dan pelarut organik yang mudah menguap seperti metilen klorida, yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan yang serius.

Metode pertukaran ester cair, juga dikenal sebagai polimerisasi ontogenik, pertama kali dikembangkan oleh Bayer, menggunakan bisfenol A cair dan difenil karbonat (Difenil Karbonat, DPC), pada suhu tinggi, vakum tinggi, keadaan keberadaan katalis untuk pertukaran ester, pra-kondensasi, reaksi kondensasi.

Menurut bahan baku yang digunakan dalam proses DPC, dapat dibagi menjadi metode pertukaran ester cair tradisional (juga dikenal sebagai metode fotogas tidak langsung) dan metode pertukaran ester cair non-fotogas.

2. Metode pertukaran ester cair tradisional

Proses ini dibagi menjadi 2 langkah: (1) fosgen + fenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC, yang merupakan proses fosgen tidak langsung.

Prosesnya singkat, bebas pelarut, dan biaya produksinya sedikit lebih rendah daripada metode fosgen kondensasi antarmuka, tetapi proses produksi DPC masih menggunakan fosgen, dan produk DPC mengandung sejumlah kecil gugus kloroformat, yang akan memengaruhi kualitas produk akhir PC, yang sampai batas tertentu membatasi promosi proses tersebut.

3. Metode pertukaran ester cair non-fosgen

Metode ini dibagi menjadi 2 langkah: (1) DMC + fenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC, yang menggunakan dimetil karbonat DMC sebagai bahan baku dan fenol untuk mensintesis DPC.

Produk sampingan fenol yang diperoleh dari pertukaran dan kondensasi ester dapat didaur ulang untuk sintesis proses DPC, sehingga mewujudkan penggunaan kembali material dan penghematan biaya yang baik; berkat kemurnian bahan baku yang tinggi, produk ini juga tidak perlu dikeringkan dan dicuci, sehingga kualitas produknya baik. Proses ini tidak menggunakan fosgen, ramah lingkungan, dan merupakan rute proses yang ramah lingkungan.

Dengan meningkatnya persyaratan nasional terhadap tiga limbah perusahaan petrokimia Dengan meningkatnya persyaratan nasional terhadap keselamatan dan perlindungan lingkungan dari perusahaan petrokimia dan pembatasan penggunaan fosgen, teknologi pertukaran ester cair non-fosgen secara bertahap akan menggantikan metode polikondensasi antarmuka di masa depan sebagai arah pengembangan teknologi produksi PC di dunia.