O policarbonato (PC) é uma cadeia molecular que contém o grupo carbonato, de acordo com a estrutura molecular com diferentes grupos éster, pode ser dividido em alifático, alicíclico, aromático, dos quais o valor mais prático é o grupo aromático, e o mais importante é o policarbonato do tipo bisfenol A, com peso molecular médio (Mw) geralmente pesado em 20-100.000.

Fórmula estrutural do PC

O policarbonato tem boa resistência, tenacidade, transparência, resistência ao calor e ao frio, fácil processamento, retardante de chamas e outros desempenhos abrangentes, as principais aplicações posteriores são aparelhos eletrônicos, chapas e automotivo, essas três indústrias são responsáveis ​​por cerca de 80% do consumo de policarbonato, outras em peças de máquinas industriais, CD-ROM, embalagens, equipamentos de escritório, assistência médica e de saúde, filmes, equipamentos de lazer e proteção e muitos outros campos também alcançaram uma ampla gama de aplicações, tornando-se um dos cinco plásticos de engenharia na categoria de crescimento mais rápido.

Em 2020, a capacidade global de produção de PCs foi de cerca de 5,88 milhões de toneladas, enquanto a capacidade de produção da China foi de 1,94 milhão de toneladas/ano, com uma produção de cerca de 960.000 toneladas. O consumo aparente de policarbonato na China atingiu 2,34 milhões de toneladas em 2020, com uma lacuna de quase 1,38 milhão de toneladas, exigindo importações de países estrangeiros. A enorme demanda do mercado atraiu inúmeros investimentos para aumentar a produção. Estima-se que existam muitos projetos de PCs em construção e propostos na China simultaneamente, e que a capacidade de produção doméstica ultrapassará 3 milhões de toneladas/ano nos próximos três anos, e a indústria de PCs mostra uma tendência acelerada de transferência para a China.

Então, quais são os processos de produção do PC? Qual é o histórico de desenvolvimento do PC no país e no exterior? Quais são os principais fabricantes de PC na China? A seguir, faremos uma breve análise.

PC três métodos de processo de produção principais

O método de fotogás de policondensação interfacial, o método tradicional de troca de éster fundido e o método de troca de éster fundido sem fotogás são os três principais processos de produção na indústria de PCs.
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1. Método de policondensação interfacial de fosgênio

É a reação do fosgênio com um solvente inerte e uma solução aquosa de hidróxido de sódio de bisfenol A para produzir policarbonato de baixo peso molecular, que é então condensado em policarbonato de alto peso molecular. No passado, cerca de 90% dos produtos industriais de policarbonato eram sintetizados por este método.

As vantagens do método de policondensação interfacial de fosgênio PC são o alto peso molecular relativo, que pode atingir 1,5 a 2 x 105, a pureza do produto, boas propriedades ópticas, melhor resistência à hidrólise e fácil processamento. A desvantagem é que o processo de polimerização requer o uso de fosgênio altamente tóxico e solventes orgânicos tóxicos e voláteis, como o cloreto de metileno, que causam grave poluição ambiental.

O método de troca de éster fundido, também conhecido como polimerização ontogênica, foi desenvolvido pela Bayer, usando bisfenol A fundido e carbonato de difenila (carbonato de difenila, DPC), em alta temperatura, alto vácuo, estado de presença de catalisador para troca de éster, pré-condensação e reação de condensação.

De acordo com as matérias-primas usadas no processo DPC, ele pode ser dividido em método tradicional de troca de éster fundido (também conhecido como método de fotogás indireto) e método de troca de éster fundido sem fotogás.

2. Método tradicional de troca de éster fundido

É dividido em 2 etapas: (1) fosgênio + fenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC, que é um processo indireto de fosgênio.

O processo é curto, livre de solventes e o custo de produção é ligeiramente menor do que o método de fosgênio de condensação interfacial, mas o processo de produção do DPC ainda usa fosgênio, e o produto DPC contém traços de grupos cloroformato, o que afetará a qualidade final do produto PC, o que até certo ponto limita a promoção do processo.

3. Método de troca de éster fundido sem fosgênio

Este método é dividido em 2 etapas: (1) DMC + fenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC, que utiliza carbonato de dimetila DMC como matéria-prima e fenol para sintetizar DPC.

O fenol, subproduto obtido da troca de ésteres e condensação, pode ser reciclado para a síntese do processo DPC, proporcionando assim o reaproveitamento do material e uma boa economia. Devido à alta pureza das matérias-primas, o produto também não precisa ser seco e lavado, e a qualidade do produto é boa. O processo não utiliza fosgênio, é ecologicamente correto e se trata de uma rota de processo verde.

Com os requisitos nacionais para os três resíduos das empresas petroquímicas Com o aumento dos requisitos nacionais sobre segurança e proteção ambiental das empresas petroquímicas e a restrição do uso de fosgênio, a tecnologia de troca de éster fundido sem fosgênio substituirá gradualmente o método de policondensação interfacial no futuro como a direção do desenvolvimento da tecnologia de produção de PC no mundo.