PC生產(chǎn)工藝ppt課件

1、 PC：又稱聚碳酸酯，是一種無色透明的無：又稱聚碳酸酯，是一種無色透明的無定性熱塑性材料，化學(xué)名為定性熱塑性材料，化學(xué)名為2,2-雙（雙（4-羥基羥基苯基）丙烷苯基）丙烷聚碳酸酯。聚碳酸酯。 PC是一種重要的熱塑性工程塑料，其生產(chǎn)是一種重要的熱塑性工程塑料，其生產(chǎn)方法主要有方法主要有溶液光氣法、酯交換熔融縮聚溶液光氣法、酯交換熔融縮聚法、界面縮聚光氣法、非光氣酯交換熔融法、界面縮聚光氣法、非光氣酯交換熔融縮聚法縮聚法等，其中非光氣法是今后的發(fā)展方等，其中非光氣法是今后的發(fā)展方向。向。 a,溶液光氣法 溶液光氣法是以光氣和雙酚溶液光氣法是以光氣和雙酚A為原料，在堿為原料，在堿性水溶液和二氯甲烷（

2、或二氯乙烷性水溶液和二氯甲烷（或二氯乙烷)溶劑中溶劑中進(jìn)行界面縮聚得到的進(jìn)行界面縮聚得到的PC膠液經(jīng)洗滌、沉膠液經(jīng)洗滌、沉淀、干燥、擠出造粒等工序制得淀、干燥、擠出造粒等工序制得PC產(chǎn)品。產(chǎn)品。 特點特點：此工藝經(jīng)濟(jì)性較差，且存在環(huán)保問此工藝經(jīng)濟(jì)性較差，且存在環(huán)保問題，已完全淘汰。題，已完全淘汰。b,酯交換熔融縮聚法 酯交換熔融縮聚法簡稱酯交換法，又稱本酯交換熔融縮聚法簡稱酯交換法，又稱本體聚合法是一種間接光氣法工藝。以苯體聚合法是一種間接光氣法工藝。以苯酚為原料，經(jīng)光氣法反應(yīng)生成酚為原料，經(jīng)光氣法反應(yīng)生成碳酸二苯酯碳酸二苯酯(DPC)；然后在微量鹵化鋰或氫氧化鋰等催；然后在微量鹵化鋰或氫氧化

3、鋰等催化劑和添加劑存在下與雙酚化劑和添加劑存在下與雙酚A在高溫、高真在高溫、高真空下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成低聚物；再進(jìn)空下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成低聚物；再進(jìn)一步縮聚制得一步縮聚制得PC產(chǎn)品。產(chǎn)品。 優(yōu)點優(yōu)點：流程短，無溶劑，全封閉，無污染，流程短，無溶劑，全封閉，無污染，生產(chǎn)成本略低于光氣法生產(chǎn)成本略低于光氣法 。 缺點缺點：產(chǎn)品光學(xué)性能較差催化劑易污染。產(chǎn)品光學(xué)性能較差催化劑易污染。副產(chǎn)品酚難以去除，產(chǎn)品相對分子質(zhì)量低，副產(chǎn)品酚難以去除，產(chǎn)品相對分子質(zhì)量低，應(yīng)用范圍有限；再加上攪拌、傳熱等問題應(yīng)用范圍有限；再加上攪拌、傳熱等問題的限制，難以實現(xiàn)大噸位工業(yè)化生產(chǎn)。的限制，難以實現(xiàn)大噸位工業(yè)化生產(chǎn)。

4、c,界面縮聚光氣法 何為界面縮聚何為界面縮聚 兩種單體分別溶解在水及與水不相混溶的有機(jī)溶兩種單體分別溶解在水及與水不相混溶的有機(jī)溶劑中，在常溫常壓下，在水和有機(jī)溶劑的界面進(jìn)劑中，在常溫常壓下，在水和有機(jī)溶劑的界面進(jìn)行縮聚反應(yīng)的方法。它可使許多在高溫下不穩(wěn)定行縮聚反應(yīng)的方法。它可使許多在高溫下不穩(wěn)定因而不能采用熔融縮聚方法的單體順利地進(jìn)行縮因而不能采用熔融縮聚方法的單體順利地進(jìn)行縮聚反應(yīng)，由此擴(kuò)大了縮聚單體的范圍。界面縮聚聚反應(yīng)，由此擴(kuò)大了縮聚單體的范圍。界面縮聚的設(shè)備比較簡單，反應(yīng)進(jìn)行迅速，又比較容易得的設(shè)備比較簡單，反應(yīng)進(jìn)行迅速，又比較容易得到高分子量的聚合物。它適用于合成聚酰胺、聚到高分子

5、量的聚合物。它適用于合成聚酰胺、聚芳酯、聚碳酸酯、聚亞胺酯等，工業(yè)產(chǎn)品聚碳酸芳酯、聚碳酸酯、聚亞胺酯等，工業(yè)產(chǎn)品聚碳酸酯和酯和Nomex纖維就是用此法生產(chǎn)的。纖維就是用此法生產(chǎn)的。 界面縮聚光氣法是目前工業(yè)上生產(chǎn)聚碳酸界面縮聚光氣法是目前工業(yè)上生產(chǎn)聚碳酸酯應(yīng)用較為廣泛的工藝，雙酚酯應(yīng)用較為廣泛的工藝，雙酚A首先與氫氧首先與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成雙酚化鈉溶液反應(yīng)生成雙酚A鈉鹽：后加人二氯鈉鹽：后加人二氯甲烷通入光氣，使物料在界面上聚合，甲烷通入光氣，使物料在界面上聚合，生成低相對分子質(zhì)量生成低相對分子質(zhì)量PC，然后經(jīng)縮聚分離，然后經(jīng)縮聚分離得到高相對分子質(zhì)量得到高相對分子質(zhì)量PC產(chǎn)品。產(chǎn)品。 優(yōu)點

6、優(yōu)點：此工藝路線技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量此工藝路線技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量高不用脫除溶劑，成本較低，適合大規(guī)高不用脫除溶劑，成本較低，適合大規(guī)模和連續(xù)生產(chǎn)，而且產(chǎn)品純凈、易加工、模和連續(xù)生產(chǎn)，而且產(chǎn)品純凈、易加工、相對分子質(zhì)量高、能滿足各種性能要求的相對分子質(zhì)量高、能滿足各種性能要求的用途，在用途，在PC生產(chǎn)工藝中占絕對優(yōu)勢。目前生產(chǎn)工藝中占絕對優(yōu)勢。目前世界上約有世界上約有90的的PC生產(chǎn)采用該工藝。生產(chǎn)采用該工藝。 缺點缺點：生產(chǎn)中使用劇毒光氣且要用到二生產(chǎn)中使用劇毒光氣且要用到二氯甲烷溶液和副產(chǎn)品氯化鈉，對環(huán)境有影氯甲烷溶液和副產(chǎn)品氯化鈉，對環(huán)境有影響，目前也處于限制發(fā)展?fàn)顟B(tài)。響，目前也處于限制發(fā)展

7、狀態(tài)。 改觀改觀：近年來，對該法的主要改進(jìn)體現(xiàn)在環(huán)狀齊近年來，對該法的主要改進(jìn)體現(xiàn)在環(huán)狀齊聚物的開環(huán)聚合和后處理工藝方面。環(huán)狀低聚物聚物的開環(huán)聚合和后處理工藝方面。環(huán)狀低聚物開環(huán)聚合新工藝不僅改善了產(chǎn)品的加工性能，開環(huán)聚合新工藝不僅改善了產(chǎn)品的加工性能，而且成本有所降低，其關(guān)鍵步驟是制備環(huán)狀低聚而且成本有所降低，其關(guān)鍵步驟是制備環(huán)狀低聚物。雙酚物。雙酚A與光氣反應(yīng)生成雙酚與光氣反應(yīng)生成雙酚A-雙氯甲酸酯，雙氯甲酸酯，經(jīng)水解縮合生成環(huán)狀低聚物，再進(jìn)一步縮合即可經(jīng)水解縮合生成環(huán)狀低聚物，再進(jìn)一步縮合即可得到產(chǎn)品聚碳酸酯。此工藝比熔融縮聚更為實用，得到產(chǎn)品聚碳酸酯。此工藝比熔融縮聚更為實用，且為活性

8、聚合，在較短時間內(nèi)可制得比傳統(tǒng)產(chǎn)品且為活性聚合，在較短時間內(nèi)可制得比傳統(tǒng)產(chǎn)品相對分子質(zhì)量高相對分子質(zhì)量高10倍的倍的PC產(chǎn)品。產(chǎn)品。 環(huán)狀齊聚物的開環(huán)聚合可按以下步驟合成：環(huán)狀齊聚物的開環(huán)聚合可按以下步驟合成： 1、雙酚、雙酚A+光氣光氣二氯甲酸酯的單、二、二氯甲酸酯的單、二、三、四聚體混合物三、四聚體混合物 2、二氯甲酸酯二氯甲酸酯+（叔胺催化劑和溶劑二氯（叔胺催化劑和溶劑二氯甲烷甲烷 ）低相對分子質(zhì)量的環(huán)狀碳酸酯齊低相對分子質(zhì)量的環(huán)狀碳酸酯齊聚物聚物 （閉環(huán)生成）（閉環(huán)生成） 3、環(huán)狀碳酸酯齊聚物環(huán)狀碳酸酯齊聚物 +（陰離子催化劑）（陰離子催化劑）線型線型PC （開環(huán)聚合生成）（開環(huán)聚合生

9、成） 開環(huán)聚合是指環(huán)狀化合物單體經(jīng)過開環(huán)加開環(huán)聚合是指環(huán)狀化合物單體經(jīng)過開環(huán)加成轉(zhuǎn)變?yōu)榫€型聚合物的反應(yīng)。成轉(zhuǎn)變?yōu)榫€型聚合物的反應(yīng)。 光氣化界面縮聚法中的后處理工藝繁雜，光氣化界面縮聚法中的后處理工藝繁雜，始終是閑擾該行業(yè)的難題。盡管做過很多始終是閑擾該行業(yè)的難題。盡管做過很多工作，但大多數(shù)無法擺脫洗滌、相分離、工作，但大多數(shù)無法擺脫洗滌、相分離、蒸發(fā)、沉析、離心、干煤等復(fù)雜的操作過蒸發(fā)、沉析、離心、干煤等復(fù)雜的操作過程。程。 d、非光氣酯交換熔融縮聚法非光氣酯交換熔融縮聚法 該方法該方法PC由碳酸二苯酯由碳酸二苯酯(DPC)和雙酚和雙酚A(BPA)經(jīng)熔融縮聚制得，其中的經(jīng)熔融縮聚制得，其中的D

10、PC由碳由碳酸二甲酯酸二甲酯(DMC)制得。各大公司技術(shù)的主制得。各大公司技術(shù)的主要區(qū)別在于制備要區(qū)別在于制備DPC和和DPC前身物的不同。前身物的不同。 制備制備DPC和和DPC前身物的具體方法主要有前身物的具體方法主要有以下幾種以下幾種 ： 1、液相氧化羰化法液相氧化羰化法 該方法由該方法由GE公司于公司于1993年開發(fā)成功它是從甲醇出發(fā)甲醇年開發(fā)成功它是從甲醇出發(fā)甲醇氧化羰化制得碳酸二甲酯氧化羰化制得碳酸二甲酯(DMC)，DMC再再與苯酚反應(yīng)制得碳酸二苯酯與苯酚反應(yīng)制得碳酸二苯酯(DPC)，DPC再再與雙酚與雙酚A熔融縮聚得到熔融縮聚得到PC。 優(yōu)點優(yōu)點：技術(shù)路線成熟，原料消耗定額少，技

11、術(shù)路線成熟，原料消耗定額少，能耗低能耗低 缺點：由于催化劑缺點：由于催化劑 CuCl（氯化亞銅）的強(qiáng)（氯化亞銅）的強(qiáng)腐蝕性導(dǎo)致其設(shè)備投資大，裝置投資高，腐蝕性導(dǎo)致其設(shè)備投資大，裝置投資高，噸產(chǎn)品工廠成本相對其它工藝要高一些。噸產(chǎn)品工廠成本相對其它工藝要高一些。 2、氣相氧化羰化法氣相氧化羰化法該方法由拜爾公司開發(fā)該方法由拜爾公司開發(fā)成功。它是從甲醇出發(fā)，甲醇?xì)庀嘌趸食晒?。它是從甲醇出發(fā)，甲醇?xì)庀嘌趸驶频没频肈MC，DMC再與苯酚酯交換合成再與苯酚酯交換合成DPC，DPC再與再與BPA熔融聚合得到熔融聚合得到PC。 優(yōu)點優(yōu)點：技術(shù)路線成熟，原料消耗定額低，技術(shù)路線成熟，原料消耗定額低，投

12、資低，噸產(chǎn)品工廠成本低投資低，噸產(chǎn)品工廠成本低 缺點：能耗較液相氧化羰化法略高。缺點：能耗較液相氧化羰化法略高。 3、二氧化碳一甲醇法二氧化碳一甲醇法 該方法由日本旭化成該方法由日本旭化成公司開發(fā)成功。它是以二氧化碳公司開發(fā)成功。它是以二氧化碳(CO：)和和環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷(EO)反應(yīng)得到碳酸乙烯酯反應(yīng)得到碳酸乙烯酯(EC)，催化劑為四元氨鹽催化劑為四元氨鹽(四乙基氨溴化物等四乙基氨溴化物等)，再，再與甲醇酯交換制備出與甲醇酯交換制備出DMC，DMC再與苯酚再與苯酚反應(yīng)生成反應(yīng)生成DPC。DPC最后再與最后再與BPA聚合反聚合反應(yīng)得到應(yīng)得到PC產(chǎn)品。產(chǎn)品。 優(yōu)點：效率高，節(jié)省原材料，節(jié)約能源和

13、優(yōu)點：效率高，節(jié)省原材料，節(jié)約能源和資源，成本低。資源，成本低。 4、尿素一甲醇法尿素一甲醇法 該方法由日本三菱瓦斯化該方法由日本三菱瓦斯化學(xué)公司開發(fā)成功。由尿素醇解合成碳酸二學(xué)公司開發(fā)成功。由尿素醇解合成碳酸二正丁酯或碳酸二異戊酯，再與苯酚酯交換正丁酯或碳酸二異戊酯，再與苯酚酯交換合成合成DPCDPC再與再與BPA反應(yīng)得到反應(yīng)得到PC。 特點特點：與與DMC相比，碳酸二正丁酯的沸點相比，碳酸二正丁酯的沸點更接近合成更接近合成DPC的反應(yīng)溫度且反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度且反應(yīng)體系中不形成共沸物。產(chǎn)物易于分離，有較強(qiáng)中不形成共沸物。產(chǎn)物易于分離，有較強(qiáng)競爭力。如果能提高總的轉(zhuǎn)化率和選擇性，競爭力。如果能

14、提高總的轉(zhuǎn)化率和選擇性，做好氨氣的回收再利用工作，該法將很有做好氨氣的回收再利用工作，該法將很有前途。前途。 5、LG化學(xué)公司的非光氣技術(shù)化學(xué)公司的非光氣技術(shù) 韓國韓國LG化學(xué)化學(xué)工藝采用工藝采用DMC和苯酚反應(yīng)蒸餾生成和苯酚反應(yīng)蒸餾生成DPC然后采用專用催化劑在單一反應(yīng)器然后采用專用催化劑在單一反應(yīng)器中。使中。使DPC與與BPA熔融縮聚并結(jié)晶。熔融縮聚并結(jié)晶。 優(yōu)點優(yōu)點：該法與其他替代方法相比，只需很少幾個該法與其他替代方法相比，只需很少幾個步驟和很少的設(shè)備。該工藝使用新催化劑以及聚步驟和很少的設(shè)備。該工藝使用新催化劑以及聚合和結(jié)晶組合工藝，估計可減少投資費用合和結(jié)晶組合工藝，估計可減少投資費用70。非光氣工藝的最大優(yōu)點是甲醇和苯酚可循環(huán)使用，非光氣工藝的最大優(yōu)點是甲醇和苯酚可循環(huán)使用，降低了原料成本，且不需要洗滌和干燥工序，減降低了原料成本，且不需要洗滌和干燥工序，減少了投資；操作比界面工藝簡單，無副產(chǎn)物，不少了投資；操作比界面工藝簡單，無副產(chǎn)物，不使用光氣和二氯甲烷等有毒原料，有利于環(huán)保；使用光氣和二氯甲烷等有毒原料，有利于環(huán)保；產(chǎn)品純度較高、光學(xué)性能好、透明度高，更適合產(chǎn)品純度較高、光學(xué)性能好、透明度高，更適合于高附加值的光盤等產(chǎn)品的應(yīng)用于高附加值的光盤等產(chǎn)品