Polikarbonat (PC) merupakan rantai molekul yang mengandung gugus karbonat, berdasarkan struktur molekulnya yang memiliki gugus ester yang berbeda, dapat dibagi menjadi alifatik, alisiklik, aromatik, yang mana nilai paling praktisnya adalah gugus aromatik, dan yang terpenting 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% konsumsi polikarbonat, yang lainnya 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, kapasitas produksi PC Tiongkok 1,94 juta ton/tahun, produksi sekitar 960.000 ton, sementara konsumsi polikarbonat nyata di Tiongkok pada tahun 2020 mencapai 2,34 juta ton, ada kesenjangan hampir 1,38 juta ton, perlu impor dari luar negeri. Permintaan pasar yang besar telah menarik banyak investasi untuk meningkatkan produksi, diperkirakan ada banyak proyek PC yang sedang dibangun dan diusulkan di Tiongkok pada saat yang sama, dan kapasitas produksi dalam negeri akan melampaui 3 juta ton/tahun dalam tiga tahun ke depan, dan 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 utama PC 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 ke dalam pelarut inert dan larutan natrium hidroksida berair dari bisfenol A untuk menghasilkan polikarbonat dengan berat molekul kecil, dan kemudian dikondensasikan menjadi polikarbonat dengan berat molekul tinggi. Pada suatu waktu, sekitar 90% produk polikarbonat industri disintesis dengan metode ini.

Keunggulan metode polikondensasi antarmuka fosgen PC adalah berat molekul relatif tinggi, yang dapat mencapai 1,5~2*105, dan produk murni, sifat optik yang baik, ketahanan hidrolisis yang lebih baik, dan pemrosesan yang mudah. ​​Kerugiannya adalah bahwa proses polimerisasi memerlukan penggunaan fosgen yang sangat beracun dan pelarut organik yang beracun dan mudah menguap seperti metilen klorida, yang 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 terbagi menjadi 2 langkah: (1) fosgen + fenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC 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.

Fenol produk sampingan yang diperoleh dari pertukaran ester dan kondensasi dapat didaur ulang untuk sintesis proses DPC, sehingga mewujudkan penggunaan kembali material dan ekonomi yang baik; karena kemurnian bahan baku yang tinggi, produk juga tidak perlu dikeringkan dan dicuci, dan kualitas produknya bagus. 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.