聚碳酸酯的技术发展及国内外市场分析
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聚碳酸酯的国内外市场分析导言:聚碳酸酯(Polycarbonate,简称PC)是一种具有广泛应用潜力的高性能工程塑料。
聚碳酸酯材料具有优异的物理性能和化学稳定性,因此在电子电器、建筑、汽车等领域有着广泛的应用。
本文将从国内外市场两个维度对聚碳酸酯的市场进行分析。
一、国内聚碳酸酯市场分析1. 市场规模据统计,2019年我国聚碳酸酯产量达到XX万吨,市场规模超过XX亿元。
其中,建筑领域是聚碳酸酯最主要的应用领域,占据了XX%的市场份额。
其次是电子电器领域和汽车领域,分别占据了XX%和XX%的市场份额。
2. 市场需求随着科技的进步和人民生活水平的提高,我国对聚碳酸酯的需求将持续增长。
首先,建筑业对聚碳酸酯的需求量将呈现稳定增长的趋势,主要用于制作隔热材料和光伏板。
其次,电子电器行业对高性能塑料的需求不断增长,聚碳酸酯以其良好的绝缘性能和耐高温特性在此领域有着广泛的应用。
此外,随着汽车工业的快速发展,汽车领域对聚碳酸酯的需求也将大幅增长。
3. 市场竞争目前,国内聚碳酸酯市场竞争较为激烈,主要的竞争对手有华南理工大学、宁波福泰集团、沈阳化工研究院等企业。
这些企业在技术研发、生产设备和市场渠道方面有着较大的优势,市场占有率较高。
此外,国外企业也在我国市场有一定的竞争力,如日本的三菱化学和美国的杜邦公司等。
二、国外聚碳酸酯市场分析1. 市场规模全球聚碳酸酯市场规模庞大,2019年全球聚碳酸酯产量达到XX万吨,市场规模超过XX亿美元。
其中,亚太地区是全球聚碳酸酯市场最大的市场,占据了XX%的市场份额。
欧洲和北美分别占据了XX%和XX%的市场份额。
2. 市场需求全球各地对聚碳酸酯的需求持续增长。
聚碳酸酯材料在电子电器、汽车、航空航天等领域有着广泛的应用。
特别是电子电器行业,其对于聚碳酸酯高性能特性的需求越来越高。
此外,建筑领域对于聚碳酸酯的需求也在逐年增长,原因是聚碳酸酯具有耐候性和透明性,适用于建筑材料制造。
3. 市场竞争国外市场上,聚碳酸酯制造商也比较多。
2024年聚碳酸酯合金市场前景分析引言聚碳酸酯合金是一种新型的工程塑料,具有优异的性能和广泛的应用领域。
随着全球经济的不断发展和工业化进程的加快,聚碳酸酯合金市场正迎来巨大的发展机遇。
本文将对聚碳酸酯合金市场的前景进行分析,并探讨其发展趋势和市场潜力。
聚碳酸酯合金市场概述聚碳酸酯合金是一种高性能塑料,它具有优异的力学性能、耐热性、耐化学腐蚀性和良好的加工性。
聚碳酸酯合金广泛应用于汽车、电子电器、航空航天等领域。
近年来,随着新能源汽车、智能电子产品的快速普及,聚碳酸酯合金市场需求不断增加。
聚碳酸酯合金市场发展趋势1. 新能源汽车的快速发展随着全球对环境保护意识的增强,新能源汽车市场迅速崛起。
聚碳酸酯合金作为新能源汽车的重要材料之一,具有较低的密度和良好的电气绝缘性能,正逐渐取代传统金属材料。
聚碳酸酯合金在新能源汽车的电池、电机、电控系统等部件中的应用前景广阔。
2. 电子电器产品的智能化需求随着科技的进步和人民生活水平的提高,智能电子电器产品市场呈现快速增长的趋势。
聚碳酸酯合金作为电子电器产品的重要组成部分,具有抗温度变化、抗冲击和抗化学腐蚀等特性。
随着智能家居、智能手持设备等市场的迅猛发展,聚碳酸酯合金市场前景广阔。
3. 航空航天领域的应用拓展航空航天是高科技产业的重要领域,对材料性能和安全性要求极高。
聚碳酸酯合金在航空航天领域具有良好的机械性能、热稳定性和化学稳定性,可以用于制造飞机航空部件和航天器结构。
随着航空航天领域的不断发展,聚碳酸酯合金市场前景广阔。
聚碳酸酯合金市场潜力分析聚碳酸酯合金具有优异的性能和多样的应用领域,因此市场潜力巨大。
1. 市场需求增加:随着全球经济的不断发展和人们生活水平的提高,对优质产品的需求不断增加,聚碳酸酯合金作为高性能材料,将受到市场的青睐。
2. 技术进步推动发展:随着科技的进步,聚碳酸酯合金的制造工艺不断改进,性能不断提高,能够满足不同领域对材料性能的需求。
2024年聚碳酸酯板市场前景分析引言聚碳酸酯板,也称为PC板,是一种高性能塑料材料,具有优异的机械性能、良好的透明度和耐候性。
随着科技的发展和工业的进步,聚碳酸酯板在各个行业中得到了广泛应用。
本文将对聚碳酸酯板市场的前景进行分析。
1. 市场规模和增长趋势聚碳酸酯板市场在过去几年中呈现出了快速增长的趋势。
根据市场调研数据,2019年全球聚碳酸酯板市场规模达到了XX亿美元,并预计在未来几年内将以X%的年均复合增长率稳步增长。
这种增长趋势主要受到以下几个因素的影响:•不断增长的需求:聚碳酸酯板在各个行业中的应用需求在不断增加。
特别是在建筑、汽车、电子和光电行业,聚碳酸酯板作为一种优质材料,被广泛用于制造、建设和装饰。
•技术进步:随着科技的进步,聚碳酸酯板的生产工艺不断改进,材料性能得到提升。
同时,聚碳酸酯板的加工技术也不断发展,使得其在应用领域更加广泛。
•环保意识增强:聚碳酸酯板具有可回收性和可再生性的特点,符合当下社会对于环保材料的需求。
随着环保意识的增强,聚碳酸酯板市场也受到了关注。
2. 市场应用领域2.1 建筑行业聚碳酸酯板在建筑行业中应用广泛。
它可以用于制造透明屋顶、天窗、采光罩、隔音墙等建筑构件。
由于其出色的透明度和耐候性,聚碳酸酯板成为了许多建筑项目中的首选材料。
此外,聚碳酸酯板还具有较好的隔热性能,可以在建筑中起到节能的作用。
2.2 汽车行业聚碳酸酯板在汽车行业中也有广泛的应用。
由于其优异的机械性能和轻质化特点,聚碳酸酯板在汽车制造中可以用于车身、车窗、车顶等部件的制造。
这不仅可以降低汽车的整体重量,提升燃油效率,还可以增加车辆的安全性能。
2.3 电子行业在电子行业中,聚碳酸酯板主要应用于电子设备的外壳制造。
聚碳酸酯板具有良好的绝缘性能,可以有效保护电子设备的内部元件,同时具备较高的抗冲击性,能够防止设备在运输和使用过程中的损坏。
2.4 光电行业在光电行业中,聚碳酸酯板主要应用于制造光学元件和显示器件。
2023年聚碳酸酯行业市场环境分析聚碳酸酯是一种新型的高分子材料,具有优良的透明性、高强度、耐高温、耐化学腐蚀等特点,应用广泛,包括电子、汽车、建筑、包装等领域。
该行业随着国内外市场需求的增加,发展迅速,但也存在一些挑战和问题,下面将对聚碳酸酯行业的市场环境进行分析。
一、行业市场规模聚碳酸酯的市场规模不断扩大,据统计,2018年全球聚碳酸酯市场的总产值已经超过150亿美元,预计到2025年将达到250亿美元。
在国内市场方面,聚碳酸酯的应用范围越来越广泛,如电子电气、汽车、建筑、医疗等领域,市场需求不断增加。
随着科技的不断进步,聚碳酸酯的市场前景十分广阔。
二、行业市场竞争目前国内聚碳酸酯市场的主要竞争者是外资企业和本土企业。
外资企业如Bayer、GE、Sabic等具有先进技术和资本优势,拥有更高品质的产品和更广泛的市场占有率。
而本土企业则有当地市场了解的优势,如松下、LG等。
三、行业发展趋势1. 环保发展趋势由于聚碳酸酯对环境的影响,未来这一行业的发展必须符合环保要求。
聚碳酸酯生产过程所需的有机溶剂以及该材料的废弃物对环境的影响是必须加以解决的问题。
2. 标准化趋势在国内,聚碳酸酯的行业标准还未完善,需要进一步完善行业标准,实现标准化生产。
正规化的行业标准实现后将有利于整个行业的规范化和可持续发展。
3. 创新发展趋势聚碳酸酯已经广泛应用于建筑、电子、汽车等领域,但是随着科技的不断进步和市场需求的不断变化,聚碳酸酯也需要不断创新,满足市场的需求。
四、市场机遇在国内市场方面,聚碳酸酯行业市场机遇较大。
据统计,中国聚碳酸酯市场规模逐步扩大,消费量逐年增加。
未来随着国内的科技水平的不断提高和市场需求的不断变化,聚碳酸酯的应用范围将更加广泛。
总之,聚碳酸酯行业目前市场环境发展良好,但也存在一些挑战和问题,需要行业内的企业共同合作,加强标准化建设和环境保护,促进行业的健康发展。
2024年聚碳酸酯市场规模分析引言本文旨在对全球聚碳酸酯市场进行规模分析。
首先,将介绍聚碳酸酯的定义和特性,然后分析全球聚碳酸酯市场的发展情况和趋势。
最后,根据市场数据和相关统计信息,对聚碳酸酯市场的规模进行详细分析。
1. 聚碳酸酯的定义和特性1.1 定义聚碳酸酯是一种由碳酸酯单体通过聚合反应而制成的高分子化合物。
碳酸酯单体是通过酯交换反应或热聚合反应得到的。
1.2 特性聚碳酸酯具有以下特性:•优良的机械性能:聚碳酸酯具有较高的强度和硬度,同时具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
•良好的热稳定性:聚碳酸酯能够在高温环境下保持良好的性能稳定性。
•良好的电绝缘性能:聚碳酸酯具有较高的表面电阻和体积电阻,适用于电气绝缘材料的制备。
•可塑性和可降解性:聚碳酸酯可以通过添加适量的塑化剂改善其可塑性,并具有可降解的特性。
2. 全球聚碳酸酯市场发展情况2.1 市场概况目前,全球聚碳酸酯市场呈现出稳步增长的趋势。
聚碳酸酯广泛应用于汽车、电子、建筑、家电等领域,推动了市场需求的增加。
2.2 市场驱动因素全球聚碳酸酯市场的发展受到以下因素的驱动:•汽车工业的快速发展和需求增加;•电子产品的广泛应用和更新换代;•建筑行业的发展和对环保材料的需求增加。
2.3 市场竞争格局目前,全球聚碳酸酯市场呈现出激烈的竞争格局。
主要竞争企业包括:•汽车行业供应商:宝钢集团、鞍钢集团等;•电子产品制造商:三星集团、苹果公司等;•建筑材料供应商:中国建材集团、美国赛维集团等。
3. 2024年聚碳酸酯市场规模分析3.1 市场数据分析据市场调研数据显示,近年来全球聚碳酸酯市场规模逐年扩大。
截至目前,全球聚碳酸酯市场的年销售额已达到XX亿美元。
3.2 区域市场规模分析根据市场数据,全球聚碳酸酯市场的销售额主要分布在以下区域:•亚太地区:亚洲国家和地区,特别是中国、日本和韩国是聚碳酸酯市场的主要消费地区,预计在未来几年内仍将保持较高的增长率。
•欧美地区:欧洲和北美地区的聚碳酸酯市场也持续增长,受到汽车和电子行业的推动。
聚碳酸酯国内外生产技术及市场消费分析聚碳酸酯国内外生产技术及市场消费分析一、前言聚碳酸酯(Polycarbonate,缩写为PC)是一种无味、无臭、无毒、透明的无定形热塑性材料,是分子链中含有碳酸酯基的高分子化合物的总称,包括有脂肪族、脂环族、芳香族及脂肪族-芳香族类聚碳酸酯,其中仅双酚A型芳香族聚碳酸酯获工业化生产。
由于PC结构中包含了柔性的碳酸酯链与刚性的苯环,因此具有突出的抗冲击性能、耐蠕变性能,具有较高的抗张强度、抗弯强度、伸长率、刚性,并有较好的耐热性和耐寒性,可在-100~140℃温度内使用,电性能优良,吸水率低,透光性好,可见光的透过率可达90%左右。
PC还可与其它聚合物共混形成合金,性能可进一步改善。
聚碳酸酯按功能特性可分通用、透明、医药、食品、阻燃、耐热、耐候、润滑、玻璃纤维增强、无机物填充、电磁屏蔽、抗静电等品级及复合品级,各品级又可分为更多牌号。
聚碳酸酯应用与开发正向高复合、多功能、专用化、系列化方面发展,已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜级等多种产品。
二、聚碳酸酯的生产技术国外PC的早期工业化生产方法有酯交换法和溶液光气法两种,现在已基本不再使用。
目前工业上采用的主要生产方法是界面光气法,由于光气毒性大,同时溶剂二氯甲烷对环境污染严重,故20世纪90年代以来非光气法工艺发展迅速。
现将几种主要工艺介绍如下:1、酯交换法:以苯酚为原料,经界面光气化反应制备碳酸二苯酯。
碳酸二苯酯再在催化剂(如卤化锂、氢氧化锂、卤化铝锂及氢氧化硼等)、添加剂等存在下与双酚A进行酯交换反应得到低聚物,进一步缩聚得到PC产品。
该法生产成本比界面光气法低,但存在的一些缺陷阻碍了其工业化应用。
目前拜耳公司仍在对该工艺继续进行研究,试图用电解法从副产物氯化钠中回收氯,并将氯循环用于制光气。
2、溶液光气法:将光气引入含双酚A和酸接受剂(如氢氧化钙、三乙胺及对叔丁基酚)的二氯甲烷溶剂中反应,然后将聚合物从溶液中分出。
一、行业概述聚碳酸酯是一种重要的聚合物材料,广泛应用于家电、汽车、建筑、电子等领域。
2024年,聚碳酸酯行业保持了良好的发展态势,市场规模逐步扩大,产量和销售额均有增长。
二、市场情况分析1.市场规模增长随着工业技术的进步和需求的增加,聚碳酸酯市场规模逐年扩大。
2024年,聚碳酸酯市场规模预计达到XX亿元,同比增长XX%。
2.消费需求增加聚碳酸酯作为一种功能性材料,广泛应用于各个领域。
随着人们生活水平的提高和科技进步的推动,对聚碳酸酯产品的需求也越来越大。
特别是汽车和电子行业的快速发展,对聚碳酸酯的需求量不断增加。
3.技术创新提升2024年,聚碳酸酯行业在技术创新方面取得了重要进展。
新材料的研发和生产工艺的改进,使得聚碳酸酯产品在性能上得到了提升,更加符合市场需求。
同时,技术创新也降低了成本,提高了生产效率。
4.竞争形势加剧随着聚碳酸酯市场规模的扩大,行业内竞争也日趋激烈。
国内外企业纷纷涌入市场,产品竞争力不断提高。
同时,进口聚碳酸酯产品的进入也给国内企业带来了一定的压力。
三、发展趋势展望1.市场前景广阔聚碳酸酯作为一种功能性材料,有着广泛的应用前景。
未来,随着科技的不断进步和产业结构的调整,聚碳酸酯市场将进一步扩大,产量和销售额也将继续增长。
2.技术创新推动发展聚碳酸酯行业的发展依赖于技术创新的推动。
随着科技的不断发展,聚碳酸酯产品的性能将不断提升,产品结构也将变得更加多样化,以满足不同领域的需求。
3.向高端产品转型随着市场竞争的加剧,聚碳酸酯企业需要加强技术创新,发展高端产品,提高附加值。
通过提升产品品质和服务水平,打造自己的品牌和竞争优势。
4.加强合作与交流聚碳酸酯行业企业之间的合作和交流对于行业的发展至关重要。
通过加强合作,利用各自优势资源,可以实现互利共赢,提高整个行业的竞争力。
四、总结2024年聚碳酸酯行业保持了良好的发展态势,市场规模逐步扩大,产量和销售额均有增长。
未来,聚碳酸酯行业有着广阔的市场前景,但也面临着竞争加剧的挑战。
聚碳酸酯的技术发展及国内外市场分析摘要:介绍了聚碳酸酯(PC)技术进展现状,特别介绍了中国聚碳酸酯研发历程和研发现状,并对改性技术方向做了介绍。
对世界聚碳酸酯市场进行了深度分析,对中国市场进行了展望,指出了存在的问题和解决方法。
关键词:聚碳酸酯技术进展聚碳酸酯(PC)是具有高强度、高韧性、高抗热性、抗震及加工性能好、有极好的形状和颜色稳定性的透明树脂。
它既可单独使用,也可以掺混物和合金方式使用,在六大工程塑料中消费量仅次于聚酰胺(P A)。
在50多年的发展历程中,PC的应用领域不断拓展。
近年来由于生产工艺和技术的提高,PC材料在性能完善和个性化设计方面取得了更快的进展,PC制品的应用已渗透到建筑、医学、服装、光盘片、汽车材料、建筑材料、包装材料、宽波透光的光学器械等行业之中,正在迅速改善和提升着人们的生活质量。
关于PC新用途的研究报告也不断问世,如,原美国GE全球研究公司推出了一种新的基片技术,可用于柔性有机光发射二极管(OLED);英国塑料电子产品开发商Plastic Logic公司开发了25.4cm的柔性有机基体显示器材;用于太阳能电池板的光伏发电是聚碳酸酯又一个增长中的应用领域;随着首支耐高压的PC针剂管的问世,PC的应用领域更加广阔了。
PC可制成用于心脏搭桥手术的充氧器外壳,PC 还被用于做肾透析时的贮血池及过滤器外壳,其高透明度可以保证血液流通的快速检查,这使透析变得简单实用。
除此之外,游泳池底部的自照明系统、太阳能采集系统、高清晰大型电视屏幕、纺织品中可进行织物材料识别的芯片标记纤维等一些全新的领域都少不了PC材料的身影,PC制品正在为各行各业作出贡献,其应用潜力还将得到进一步的开发。
1 技术进展目前,国际上聚碳酸酯工业化生产技术主要有三种:光气化界面缩聚法(简称光气法)、酯交换熔融缩聚法(简称酯交换法,也称本体缩聚法)和非光气法。
1.1 聚碳酸酯生产路线(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甲烷(或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚,得到的PC胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得PC产品。
聚碳酸酯的技术发展及国内外市场分析摘要:介绍了聚碳酸酯(PC)技术进展现状,特别介绍了中国聚碳酸酯研发历程和研发现状,并对改性技术方向做了介绍。
对世界聚碳酸酯市场进行了深度分析,对中国市场进行了展望,指出了存在的问题和解决方法。
关键词:聚碳酸酯技术进展聚碳酸酯(PC)是具有高强度、高韧性、高抗热性、抗震及加工性能好、有极好的形状和颜色稳定性的透明树脂。
它既可单独使用,也可以掺混物和合金方式使用,在六大工程塑料中消费量仅次于聚酰胺(P A)。
在50多年的发展历程中,PC的应用领域不断拓展。
近年来由于生产工艺和技术的提高,PC材料在性能完善和个性化设计方面取得了更快的进展,PC制品的应用已渗透到建筑、医学、服装、光盘片、汽车材料、建筑材料、包装材料、宽波透光的光学器械等行业之中,正在迅速改善和提升着人们的生活质量。
关于PC新用途的研究报告也不断问世,如,原美国GE全球研究公司推出了一种新的基片技术,可用于柔性有机光发射二极管(OLED);英国塑料电子产品开发商Plastic Logic公司开发了25.4cm的柔性有机基体显示器材;用于太阳能电池板的光伏发电是聚碳酸酯又一个增长中的应用领域;随着首支耐高压的PC针剂管的问世,PC的应用领域更加广阔了。
PC可制成用于心脏搭桥手术的充氧器外壳,PC 还被用于做肾透析时的贮血池及过滤器外壳,其高透明度可以保证血液流通的快速检查,这使透析变得简单实用。
除此之外,游泳池底部的自照明系统、太阳能采集系统、高清晰大型电视屏幕、纺织品中可进行织物材料识别的芯片标记纤维等一些全新的领域都少不了PC材料的身影,PC制品正在为各行各业作出贡献,其应用潜力还将得到进一步的开发。
1 技术进展目前,国际上聚碳酸酯工业化生产技术主要有三种:光气化界面缩聚法(简称光气法)、酯交换熔融缩聚法(简称酯交换法,也称本体缩聚法)和非光气法。
1.1 聚碳酸酯生产路线(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甲烷(或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚,得到的PC胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得PC产品。
此工艺经济性较差,且存在环保问题,缺乏竞争力。
(2)界面缩聚光气法界面缩聚光气法是目前工业上应用较为广泛的工艺,其与上述生产方法的主要不同在于:双酚A首先与氢氧化钠溶液反应生成双酚A钠盐;后加入二氯甲烷,通入光气,使物料在界面上聚合,生成低分子量PC,然后经缩聚分离得到高分子量PC产品。
此工艺技术路线成熟,产品质量高,不用脱除溶剂,成本较低,适合大规模和连续生产,而且产品纯净、易加工、分子量高,能满足各种用途要求,在PC生产工艺中占绝对优势,目前世界上约有90%的PC生产采用该工艺。
近年来,对该法的主要改进体现在环状齐聚物的开环聚合和后处理工艺方面。
原美国GE公司推出了环状低聚物开环聚合新工艺,不仅改善产品的加工性能,而且成本有所降低,其关键步骤是制备环状低聚物。
双酚A与光气反应生成双酚A-双氯甲酸酯,经水解缩合生成环状低聚物,再进一步缩合即得产品PC。
此工艺比熔融缩聚更为实用,且为活性聚合,在较短时间内可制得比传统产品分子量高10倍的PC产品。
后处理工艺的主要改进是开发出将蒸发与沉析相结合,并配之以排气式挤出机的工艺路线,即将溶有PC的二氯甲烷溶液与甲苯蒸气以逆流方式在汽提塔去除沸点较低的二氯甲烷。
由于PC只微溶于甲苯,二氯甲烷去除后,便得到PC与甲苯的浆料;经薄膜蒸发可得到PC含量大于80%的PC-甲苯混合物;然后直接送入排气式挤出机脱净残余甲苯,共挤出造粒,从而有效简化了后处理工艺。
(3)酯交换熔融缩聚法简称酯交换法,又称本体聚合法,也是一种间接光气法工艺。
苯酚经光气法反应生成碳酸二苯酯(DPC);然后在高温、高真空和微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下与双酚A进行酯交换反应,生成低聚物;再进一步缩聚制得PC产品。
该工艺流程短,无溶剂,全封闭,无污染,生产成本略低于光气法,但产品光学性能较差,催化剂易污染,副产品难以去除,加工困难,应用范围有限;再加上搅拌、传热等问题的限制,难以实现大吨位工业化生产。
(4)非光气酯交换熔融缩聚法首先,以甲醇羰基化法或碳酸乙烯酯(或碳酸丙烯酯)与甲醇酯交换生产碳酸二甲酯(DMC);再与醋酸苯酯交换生成碳酸二苯酯(DP);然后在熔融状态下与双酚A进行酯交换、缩聚制得PC产品。
该法的副产物醋酸甲酯经热裂解转化为甲醇和乙烯酮,甲醇回收后用于合成碳酸二甲酯,乙烯酮与苯酚反应生成醋酸苯酯,从而有效地降低生产成本。
该工艺为“绿色工艺”,具有全封闭、无副产物、基本无污染等特点,从根本上摆脱了有毒原料光气,而且碳酸二苯酯的纯度进一步提高,对聚合更有利,是PC工艺的发展方向,将在未来PC生产中逐渐占据主导地位。
该工艺存在的问题是,在反应条件下聚合物倾向于重排,并生成支链芳基酮。
当支链芳基酮在PC内的浓度达2500-3000ppm时,会导致产品流变性变差。
GE最近研究发现,亚硫酸盐代替碱性金属氢氧化物作为聚合催化剂可明显减少支链芳基酮的含量。
1.2 技术进展光气是有毒的化学品,需采用严格的过程设计以防危及安全,由于需采用严密的分析监控,排气处理要采用碱洗或焚烧,增大了所需投资,从而加快了非光气法路线生产PC的工艺开发。
除光气带来的问题以外,典型的界面聚合工艺要用氯化溶剂(二氯甲烷),这是另一种有爆炸极限的物质。
另外,在生产过程中,光气的氯含量被浪费掉,被转化为氯化钠。
烧碱在转化中被消耗掉的同时,产生的废盐溶液也有碍生态环境。
PC的技术进展将对其工业化生产产生重要影响,GE和拜耳公司已将称为熔融法工艺的非光气法生产技术推向工业化,非光气法工艺可避免使用光气,可满足快速增长的光学媒体产品性质改进的要求,并可降低PC装置投资和操作费用。
熔融加工技术的进展是聚碳酸酯行业变革的关键驱动力。
非光气的熔融法工艺正在推广应用,1993年GE塑料公司建成第一套熔融法PC装置,当时该工艺装置仅占PC总能力约2%,2001年新工艺装置能力占到约11%,并从2002年49万吨、2004年51万吨、2005年52万吨增加到2006年56万吨,2006年占总能力近18%。
GE塑料和拜耳公司都开发了各自的非光气法生产技术,并推向工业化生产。
此外,旭/奇美和三菱化学/三菱瓦斯化学及帝人公司也都开发或正在开发各自的非光气法路线,并正在建设或计划建设非光气法PC装置。
韩国LG化学公司也开发了非光气法PC生产工艺,据称,对于6万吨/年的装置,与光气法工艺相比,投资费用可节减70%以上。
非光气聚合技术依赖于碳酸二苯酯(DPC)与双酚A的反酯化,虽然各公司反酯化技术有不同的工程设计,但大体上相似。
重要的区别在于采用不同方法制取碳酸二苯酯和碳酸二苯酯前身物。
韩国LG化学公司开发非光气法工艺制取聚碳酸酯树脂,该工艺使用新催化剂以及聚合和结晶组合工艺,可减少投资费用70%。
LG化学工艺采用碳酸二甲酯(DMC)和苯酚反应蒸馏生成碳酸二苯酯(DPC),然后采用专用催化剂在单一反应器中,使DPC与双酚A(BPA)熔融缩聚并结晶。
相比之下,其他非光气法替代工艺路线先将DPC与BPA反酯化为预聚合物,然后在减压下通过缩聚进行聚合,聚碳酸酯被固化,在溶剂中再结晶、过滤和干燥。
LG化学已在2kg/h微型中型装置中验证了新工艺,生产出了无色聚碳酸酯,其透明度为98%,并且与替代方法制造的聚碳酸酯有近似的加工性能。
据该公司估计,6万吨/年装置的投资费用将低于1亿美元,而采用替代路线的装置为2.5亿美元,另外预期操作费用也可节约。
LG化学公司已发布6项专利(涉及工艺过程、产品和催化剂),并已考虑进行技术转让,或组建合资企业将其商业化。
在旭化成工艺中,二氧化碳与环氧乙烷(EO)反应生成碳酸乙烯酯(EC),EC再转化(通过甲醇)为PC单体(称为碳酸二甲酯,DMC)和单乙二醇(MEG)。
这两种专有的反应可达到99%的产率。
在第三步中,D MC用苯酚反酯化为碳酸二苯酯(DPC)和甲醇,采用专利的双塔式反应蒸馏工艺。
最后,DPC与双酚A 缩合反应生成PC树脂。
聚合的程度由藉重力流动的熔融PC预聚体,通过非搅拌式反应器,在200℃下控制,此温度也利于苯酚回收。
整个工艺过程具有高产率地仅生成PC和MEG的优点;过程中所有其他中间体产物可回收和循环利用(在初次进料后),因此无需废物或废水处理。
与常规的光气法路线相比,使用旭化成工艺的工业装置投资费用预期可降低30%以上。
GE公司是世界上最大的聚碳酸酯生产商,该公司使用非光气熔融法技术在西班牙塔拉戈纳建成12万吨/年装置。
拜耳公司也在比利时安特卫普建造了4万吨/年非光气溶融法工艺装置。
帝人一拜耳Polytec公司还开发了PC新树脂ST-3000,它不是基于双酚A进行生产,与常规PC 相比具有完全不同的化学结构。
从碳酸二苯酯和双酚A制取芳基聚碳酸酯利用反酯化法。
在溶剂存在下在二段中进行。
第一段中,双酚A与过量的碳酸二苯酯反应,去除苯酚以产生预聚合物。
聚合成高分子量聚合物主要通过酯的歧化,生成碳酸二苯酯并从系统中分离出来。
该反应无需链终止剂,分子量可通过控制缩聚时的熔体粘度加以控制,通常在较低压力(低达0.1mmHg)和较高温度(高达300℃)下进行。
该熔融法工艺优于工业化的界面法路线,产品可以未稀释的形态取得,并且可直接造粒。
该工艺的缺点是设备需经得起高温和高真空。
为解决早期工艺的不足,业界开发了多种非光气路线生产碳酸二苯酯。
因为直接制备碳酸二苯酯是困难的,所以所有新开发的非光气法路线均通过使用中间体二烷基碳酸酯间接制取碳酸二苯酯。
通常采用二甲基碳酸酯(碳酸二甲酯)作为碳酸酯官能团的来源。
第一步是苯酚与二甲基碳酸酯在催化剂存在下反应生成中间产物苯基甲基碳酸酯,下一步可采用以下两条路线之一,第一种是苯基甲基碳酸酯与苯酚进一步反应。
因为苯酚的酸性高于甲醇,对平衡不利,必须去除甲醇,以达到高度转化为碳酸二苯酯。
这可通过甲醇的连续蒸馏实现(甲醇与二甲基碳酸酯形成共沸物),也可通过分子筛吸附去除甲醇。
第二种将苯基甲基碳酸酯转化为碳酸二苯酯的方法,是通过苯基甲基碳酸酯的歧化。
但各种共沸物的生成使从反应混合物中分离出碳酸二苯酯变得较为复杂。
各家公司制取中间体二烷基碳酸酯的方法不尽相同,GE塑料公司通过甲醇氧化羰基化制取二甲基碳酸酯,该工艺过程制取二甲基碳酸酯由埃尼化学公司首先开发,涉及甲醇、CO和氧气在铜基催化剂上的浆液床反应。
拜耳使用氧化氮为氧化还原剂制取二甲基碳酸酯。
宇部兴产公司也采用这一化学路径。
这一路线涉及从甲醇、氧化氮和氧气生成甲基亚硝酸盐,甲基亚硝酸盐再与CO反应得到二甲基碳酸酯,释放出氧化氮用于循环。
这一路线避免了上述甲醇氧化羰基化和浆液处理带来的问题,可使用碳钢工艺设备,仅少量使用不锈钢。