PC生产工艺PPT课件.ppt

1、 PCPC：又称聚碳酸酯，是一种无色透明的无：又称聚碳酸酯，是一种无色透明的无定性热塑性材料，化学名为定性热塑性材料，化学名为2,22,2- -双（双（4-4-羟羟基苯基）丙烷基苯基）丙烷聚碳酸酯。聚碳酸酯。 PCPC是一种重要的热塑性工程塑料，其生产是一种重要的热塑性工程塑料，其生产方法主要有方法主要有溶液光气法、酯交换熔融缩聚溶液光气法、酯交换熔融缩聚法、界面缩聚光气法、非光气酯交换熔融法、界面缩聚光气法、非光气酯交换熔融缩聚法缩聚法等，其中非光气法是今后的发展方等，其中非光气法是今后的发展方向。向。 a,溶液光气法溶液光气法是以光气和双酚溶液光气法是以光气和双酚A A为原料，在碱为原料，

2、在碱性水溶液和二氯甲烷（或二氯乙烷性水溶液和二氯甲烷（或二氯乙烷) )溶剂中溶剂中进行界面缩聚得到的进行界面缩聚得到的PCPC胶液经洗涤、沉胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得淀、干燥、挤出造粒等工序制得PCPC产品。产品。 特点特点：此工艺经济性较差，且存在环保问题，此工艺经济性较差，且存在环保问题，已完全淘汰。已完全淘汰。b,酯交换熔融缩聚法酯交换熔融缩聚法简称酯交换法，又称本酯交换熔融缩聚法简称酯交换法，又称本体聚合法是一种间接光气法工艺。以苯体聚合法是一种间接光气法工艺。以苯酚为原料，经光气法反应生成酚为原料，经光气法反应生成碳酸二苯酯碳酸二苯酯(DPC)(DPC)；然后在微量卤

3、化锂或氢氧化锂等催；然后在微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下与双酚化剂和添加剂存在下与双酚A A在高温、高真在高温、高真空下进行酯交换反应，生成低聚物；再进空下进行酯交换反应，生成低聚物；再进一步缩聚制得一步缩聚制得PCPC产品。产品。 优点优点：流程短，无溶剂，全封闭，无污染，流程短，无溶剂，全封闭，无污染，生产成本略低于光气法生产成本略低于光气法 。缺点缺点：产品光学性能较差催化剂易污染。产品光学性能较差催化剂易污染。副产品酚难以去除，产品相对分子质量低，副产品酚难以去除，产品相对分子质量低，应用范围有限；再加上搅拌、传热等问题应用范围有限；再加上搅拌、传热等问题的限制，难以实现大

4、吨位工业化生产。的限制，难以实现大吨位工业化生产。c,界面缩聚光气法何为界面缩聚何为界面缩聚 两种单体分别溶解在水及与水不相混溶的有机溶两种单体分别溶解在水及与水不相混溶的有机溶剂中，在常温常压下，在水和有机溶剂的界面进剂中，在常温常压下，在水和有机溶剂的界面进行缩聚反应的方法。它可使许多在高温下不稳定行缩聚反应的方法。它可使许多在高温下不稳定因而不能采用熔融缩聚方法的单体顺利地进行缩因而不能采用熔融缩聚方法的单体顺利地进行缩聚反应，由此扩大了缩聚单体的范围。界面缩聚聚反应，由此扩大了缩聚单体的范围。界面缩聚的设备比较简单，反应进行迅速，又比较容易得的设备比较简单，反应进行迅速，又比较容易得到

5、高分子量的聚合物。它适用于合成聚酰胺、聚到高分子量的聚合物。它适用于合成聚酰胺、聚芳酯、聚碳酸酯、聚亚胺酯等，工业产品聚碳酸芳酯、聚碳酸酯、聚亚胺酯等，工业产品聚碳酸酯和酯和NomexNomex纤维就是用此法生产的。纤维就是用此法生产的。界面缩聚光气法是目前工业上生产聚碳酸界面缩聚光气法是目前工业上生产聚碳酸酯应用较为广泛的工艺，双酚酯应用较为广泛的工艺，双酚A A首先与氢氧首先与氢氧化钠溶液反应生成双酚化钠溶液反应生成双酚A A钠盐：后加人二氯钠盐：后加人二氯甲烷通入光气，使物料在界面上聚合，甲烷通入光气，使物料在界面上聚合，生成低相对分子质量生成低相对分子质量PCPC，然后经缩聚分离，然后

6、经缩聚分离得到高相对分子质量得到高相对分子质量PCPC产品。产品。 优点优点：此工艺路线技术成熟，产品质量此工艺路线技术成熟，产品质量高不用脱除溶剂，成本较低，适合大规高不用脱除溶剂，成本较低，适合大规模和连续生产，而且产品纯净、易加工、模和连续生产，而且产品纯净、易加工、相对分子质量高、能满足各种性能要求的相对分子质量高、能满足各种性能要求的用途，在用途，在PCPC生产工艺中占绝对优势。目前生产工艺中占绝对优势。目前世界上约有世界上约有9090的的PCPC生产采用该工艺。生产采用该工艺。 缺点缺点：生产中使用剧毒光气且要用到二生产中使用剧毒光气且要用到二氯甲烷溶液和副产品氯化钠，对环境有影氯

7、甲烷溶液和副产品氯化钠，对环境有影响，目前也处于限制发展状态。响，目前也处于限制发展状态。 改观改观：近年来，对该法的主要改进体现在环状齐近年来，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。环状低聚物聚物的开环聚合和后处理工艺方面。环状低聚物开环聚合新工艺不仅改善了产品的加工性能，开环聚合新工艺不仅改善了产品的加工性能，而且成本有所降低，其关键步骤是制备环状低聚而且成本有所降低，其关键步骤是制备环状低聚物。双酚物。双酚A A与光气反应生成双酚与光气反应生成双酚A-A-双氯甲酸酯，双氯甲酸酯，经水解缩合生成环状低聚物，再进一步缩合即可经水解缩合生成环状低聚物，再进一步缩合即可得到

8、产品聚碳酸酯。此工艺比熔融缩聚更为实用，得到产品聚碳酸酯。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且为活性聚合，在较短时间内可制得比传统产品相对分子质量高相对分子质量高1010倍的倍的PCPC产品。产品。环状齐聚物的开环聚合可按以下步骤合成：环状齐聚物的开环聚合可按以下步骤合成： 1 1、双酚、双酚A+A+光气光气二氯甲酸酯的单、二、三、二氯甲酸酯的单、二、三、四聚体混合物四聚体混合物 2、二氯甲酸酯二氯甲酸酯+ +（叔胺催化剂和溶剂二氯（叔胺催化剂和溶剂二氯甲烷甲烷 ）低相对分子质量的环状碳酸酯齐低相对分子质量的环状碳酸酯齐聚物聚物 （闭环生成）（闭环生成） 3、

9、环状碳酸酯齐聚物环状碳酸酯齐聚物 +（阴离子催化剂）（阴离子催化剂）线型线型PCPC （开环聚合生成）（开环聚合生成） 开环聚合是指环状化合物单体经过开环加开环聚合是指环状化合物单体经过开环加成转变为线型聚合物的反应。成转变为线型聚合物的反应。 光气化界面缩聚法中的后处理工艺繁杂，始光气化界面缩聚法中的后处理工艺繁杂，始终是闲扰该行业的难题。尽管做过很多工终是闲扰该行业的难题。尽管做过很多工作，但大多数无法摆脱洗涤、相分离、蒸作，但大多数无法摆脱洗涤、相分离、蒸发、沉析、离心、干煤等复杂的操作过程。发、沉析、离心、干煤等复杂的操作过程。 d、非光气酯交换熔融缩聚法非光气酯交换熔融缩聚法该方法该

10、方法PCPC由碳酸二苯酯由碳酸二苯酯(DPC)(DPC)和双酚和双酚A(BPA)A(BPA)经熔融缩聚制得，其中的经熔融缩聚制得，其中的DPCDPC由碳酸二甲酯由碳酸二甲酯(DMC)(DMC)制得。各大公司技术的主要区别在于制得。各大公司技术的主要区别在于制备制备DPCDPC和和DPCDPC前身物的不同。前身物的不同。 制备制备DPCDPC和和DPCDPC前身物的具体方法主要有以前身物的具体方法主要有以下几种下几种 ： 1、液相氧化羰化法液相氧化羰化法 该方法由该方法由GEGE公司于公司于19931993年开发成功它是从甲醇出发甲醇年开发成功它是从甲醇出发甲醇氧化羰化制得碳酸二甲酯氧化羰化制得

11、碳酸二甲酯(DMC)(DMC)，DMCDMC再再与苯酚反应制得碳酸二苯酯与苯酚反应制得碳酸二苯酯(DPC)(DPC)，DPCDPC再再与双酚与双酚A A熔融缩聚得到熔融缩聚得到PCPC。 优点优点：技术路线成熟，原料消耗定额少，技术路线成熟，原料消耗定额少，能耗低能耗低 缺点：由于催化剂缺点：由于催化剂 CuClCuCl（氯化亚铜）的强（氯化亚铜）的强腐蚀性导致其设备投资大，装置投资高，腐蚀性导致其设备投资大，装置投资高，吨产品工厂成本相对其它工艺要高一些。吨产品工厂成本相对其它工艺要高一些。 2、气相氧化羰化法气相氧化羰化法该方法由拜尔公司开发该方法由拜尔公司开发成功。它是从甲醇出发，甲醇气

12、相氧化羰成功。它是从甲醇出发，甲醇气相氧化羰化制得化制得DMCDMC，DMCDMC再与苯酚酯交换合成再与苯酚酯交换合成DPCDPC，DPCDPC再与再与BPABPA熔融聚合得到熔融聚合得到PCPC。 优点优点：技术路线成熟，原料消耗定额低，技术路线成熟，原料消耗定额低，投资低，吨产品工厂成本低投资低，吨产品工厂成本低缺点：能耗较液相氧化羰化法略高。缺点：能耗较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 该方法由日本旭化成该方法由日本旭化成公司开发成功。它是以二氧化碳公司开发成功。它是以二氧化碳(CO(CO：) )和和环氧乙烷环氧乙烷(EO)(EO)反应得到碳酸乙烯酯反应得到碳酸

13、乙烯酯(EC)(EC)，催，催化剂为四元氨盐化剂为四元氨盐( (四乙基氨溴化物等四乙基氨溴化物等) )，再与，再与甲醇酯交换制备出甲醇酯交换制备出DMCDMC，DMCDMC再与苯酚反再与苯酚反应生成应生成DPCDPC。DPCDPC最后再与最后再与BPABPA聚合反应得聚合反应得到到PCPC产品。产品。 优点：效率高，节省原材料，节约能源和优点：效率高，节省原材料，节约能源和资源，成本低。资源，成本低。 4、尿素一甲醇法尿素一甲醇法 该方法由日本三菱瓦斯化该方法由日本三菱瓦斯化学公司开发成功。由尿素醇解合成碳酸二学公司开发成功。由尿素醇解合成碳酸二正丁酯或碳酸二异戊酯，再与苯酚酯交换正丁酯或碳酸

14、二异戊酯，再与苯酚酯交换合成合成DPCDPCDPCDPC再与再与BPABPA反应得到反应得到PCPC。 特点特点：与与DMCDMC相比，碳酸二正丁酯的沸点相比，碳酸二正丁酯的沸点更接近合成更接近合成DPCDPC的反应温度且反应体系中的反应温度且反应体系中不形成共沸物。产物易于分离，有较强竞不形成共沸物。产物易于分离，有较强竞争力。如果能提高总的转化率和选择性，争力。如果能提高总的转化率和选择性，做好氨气的回收再利用工作，该法将很有做好氨气的回收再利用工作，该法将很有前途。前途。 5、LGLG化学公司的非光气技术化学公司的非光气技术 韩国韩国LGLG化学化学工艺采用工艺采用DMCDMC和苯酚反应

15、蒸馏生成和苯酚反应蒸馏生成DPCDPC然后采用专用催化剂在单一反应器中。然后采用专用催化剂在单一反应器中。使使DPCDPC与与BPABPA熔融缩聚并结晶。熔融缩聚并结晶。 优点优点：该法与其他替代方法相比，只需很少几个该法与其他替代方法相比，只需很少几个步骤和很少的设备。该工艺使用新催化剂以及聚步骤和很少的设备。该工艺使用新催化剂以及聚合和结晶组合工艺，估计可减少投资费用合和结晶组合工艺，估计可减少投资费用7070。非光气工艺的最大优点是甲醇和苯酚可循环使用，非光气工艺的最大优点是甲醇和苯酚可循环使用，降低了原料成本，且不需要洗涤和干燥工序，减降低了原料成本，且不需要洗涤和干燥工序，减少了投资

16、；操作比界面工艺简单，无副产物，不少了投资；操作比界面工艺简单，无副产物，不使用光气和二氯甲烷等有毒原料，有利于环保；使用光气和二氯甲烷等有毒原料，有利于环保；产品纯度较高、光学性能好、透明度高，更适合产品纯度较高、光学性能好、透明度高，更适合于高附加值的光盘等产品的应用于高附加值的光盘等产品的应用 缺点：在反应条件下聚合物倾向于重排，在反应条件下聚合物倾向于重排，并生成支链的芳基酮类。这种支链物质在并生成支链的芳基酮类。这种支链物质在PCPC内的浓度高达内的浓度高达(2(25 53 3o)x10o)x10。3 3，这，这致使产品延度降低，流变性变差。致使产品延度降低，流变性变差。 另外，在非光气生产过程中，由于高熔融粘另外，在非光气生产过程中，由于高熔融粘度引起聚合物分子量分布范围较宽，在某度引起聚合物分子量分布范围较宽，在某些范围内限制了其最终用途。些范围内限制了其最终用途。