Линија за екструдирање на шупливи листови за PC

Истражување и анализа на пазарот на методи за полимеризација за поликарбонатен PC

PC шупливлинија за истиснување на листовиПоликарбонатот (PC) е полимер што содржи карбонатни групи во молекуларниот ланец, формулата за молекуларна структура е прикажана во формулата.

PC е речиси безбоен, стаклен, аморфен полимер со добри оптички својства, отпорност на топлина, отпорност на удар, отпорност на слаби киселини и алкалии и неутрални масла. PC со висока релативна молекуларна маса има висока цврстина, но е слабо отпорен на хидролиза, чувствителен на кршење, слабо отпорен на гребење, подложен на одредени органски растворувачи, пожолтува при долготрајна изложеност на ултравиолетова светлина и не може да се користи за производи кои се постојано изложени на пареа под висок притисок.

PC може да се подели на алифатични, ароматични, алифатично-ароматични и други видови според структурата на естерската група, меѓу кои алифатичните и алифатично-ароматичните PC имаат пониски механички својства, што ја ограничува нивната примена во инженерската пластика; досега само ароматичниот PC е индустриски произведен. Поради своите структурни особености, PC стана една од најбрзо растечките општи инженерски пластики со одлични вкупни перформанси и е широко користена во областа на електрониката и електричните апарати, лимените контејнери, автомобилската индустрија, медицинските уреди и заштитната опрема, и брзо се шири во нови области како што се воздухопловството и авијацијата, оптичките компоненти и оптоелектронските информации.

Процес на производство на компјутери

Во моментов, постојат три производствени процеси за персонален компјутер, имено поликондензација со интерфејс на фотогас (исто така позната како метод на фотогас), поликондензација со размена на стопен естер и поликондензација со размена на стопен естер без фотогас.

1. Меѓуфазна поликондензација со фотогас

Прво, CO се добива со делумна оксидација и прочистување на коксен јаглен или нискојаглеродни алкани, додека водниот NaCl се електролизира за да се добијат Cl2 и NaOH. Добиениот CO реагира со Cl2 за да се произведе суровината фосген, кој се подложува на меѓуфазна кондензација со BPA во раствор од CH2Cl2 за да се произведе PC.

Дополнително, NaOH произведен со електролиза служи како катализатор во процесот на реакција. Добиениот раствор на PC прво се прочистува со миење со големи количини вода, потоа додавање на хексан или толуен и дестилација за да се отстранат растворувачите како што е CH2Cl2 за да се добијат PC пелети. Сувиот PC се гранулира со помош на стопен гранулатор. Реакцијата се изведува под атмосферски притисок и одвоените материјали по реакцијата на поликондензација, мајчината течност од центрифугирањето, дихлорометанот и хлороводородната киселина се рециклираат.

Процесот е зрел, квалитетот на производот е висок, нема посебни барања за чистотата на суровината, опремата за реакција е релативно едноставна и може да се изведува под услови на ниска температура и низок притисок, но преостанатите хлоридни јони во процесот на подготовка ќе имаат влијание врз квалитетот на производот. Покрај тоа, суровината е високо токсичен фосген, кој е релативно опасен, додека количината на генериран отпаден гас и отпадна вода е голема.

GE (General Electric) Plastics, Bayer и Mitsubishi Chemical комбинираат испарување и таложење во процесот на пост-третман за да ги отстранат растворливите нечистотии со помош на растворувачи и таложници и да го подобрат ефектот на прочистување.

2. Поликондензација со размена на стопен естер
Поликондензацијата со размена на стопен естер се базира на фенол како суровина, DPC прво се подготвува со реакција на меѓуфазна фотогасификација, потоа во присуство на катализатори (како што се литиум халид, литиум хидроксид, литиум алуминиум халид и бор хидроксид, итн.) и адитиви, потоа олигомерот се добива со реакција на размена на естер со бисфенол А, а потоа со понатамошна поликондензација за да се добијат PC производи, процесот на реакција е прикажан во равенката (3).

Процесот е поевтин од меѓуфазната поликондензација со фотогас и е релативно едноставен и произведува помалку отпадни води и гас. Сепак, процесот сè уште бара употреба на високо токсичен фосген во подготовката на суровината DPC, а добиените нечистотии што содржат Cl можат да го деактивираат алкалниот катализатор преку реакции на неутрализација, намалувајќи ги перформансите на PC, а истовремено предизвикувајќи пожолтување на материјалот.

3. Метод на поликондензација на размена на нефозгенски стопен естер
Во 1978 година, GE Plastics првпат откри патент за оксидативна карбонилација на фенол со CO2 и O2 користејќи Pd како катализатор за производство на DPC, кој потоа беше разменет со BPA во стопена состојба за да се формира PC, како што е прикажано во равенката (4).

Процесот на оксидативна карбонилација на метанол со CO и O2 за да се формира диметил карбонат (DMC) за прв пат беше откриен од Романо и сор. во 1980 година. DMC потоа подлежи на реакција на естерска размена со фенол за да се формира толуен карбонат (MPC), MPC се диспропорционира за да се формира DPC, а DPC подлежи на реакција на поликондензација на естерска размена со бисфенол А во стопена состојба за да се добијат PC производи, како што е прикажано во формулата (5).

Во 1993 година, GE Plastics ја презеде водечката улога во индустриското производство на PC преку нефосгенски процес со користење на биаксијален реактор со капацитет од 25,000 t/a, користејќи CO како суровина.

CO2 е нетоксична, незапалива, биообновлива суровина, а неговата активност е помала во споредба со CO, но може да се користи и како кополимерен мономер за производство на PC. Нингбо Жеџијанг Ајрон Дафенг Кемикал Ко., Лтд. во Кина независно разви процес на производство на PC со нефозген метод, користејќи CO2 и пропилен оксид како суровини, а моменталниот годишен производствен капацитет е 100,000 тони. Асахи Касеи во Јапонија, исто така, разви процес за производство на PC со нефозген метод со употреба на CO2, како што е прикажано на Слика 2. Ова е прикажано на Слика 2.
Процесот се изведува во безводна средина (освен вода за ладење) без употреба на какви било корозивни суровини. Нуспроизводите метанол и фенол можат да се рециклираат, а процесот на реакција дава 2 производи со висок квалитет на PC и високочист MEG без создавање отпад или ефлуент.
Процесот не користи токсични супстанции, има висока стапка на атомска искористеност и е во основа без загадување. Вишокот суровини и нуспроизводи може да се рециклираат за време на процесот на производство, што ефикасно ги контролира трошоците за производство.

Пазар на компјутери и перспективи за развој

Во последниве години, со брзиот развој на економијата и проширувањето на новите апликации, персоналните компјутери (PC) станаа една од најбрзо растечките инженерски пластики, со главни производители концентрирани во САД, Западна Европа и Јапонија, каде што Баер, GE Plastics, Dow Chemical и Teijin го контролираат светското производство и пазар на персонални компјутери.

Во 2020 година, Азиско-пацифичкиот регион ќе учествува со околу 72.6% во глобалната побарувачка за персонални компјутери, а Кина стана најголем светски производител и потрошувач на персонални компјутери. Со силна поддршка од националните политики и воведувањето на компјутерската технологија во форма на заеднички вложувања и континуираното созревање на домашната саморазвиена производствена технологија, инвестирани се во големи проекти за производство на персонални компјутери, значително зголемувајќи го домашниот капацитет за производство на персонални компјутери, така што оваа индустрија отвори нови можности за развој.

Техничките бариери во процесот на производство на персонални компјутери се релативно високи, а Кина започна со доцна. Пред 2015 година, сите домашни погони за производство на персонални компјутери беа изградени преку заеднички вложувања или воведување на технологија, а производствениот капацитет беше високо концентриран. Оттогаш, претпријатија како што се „Ванхуа Кемикал“ и „Сичуан Жонглан Гуохуа Њу Материјал“ развија различни технологии за синтеза на персонални компјутери со независни права на интелектуална сопственост, што ѝ овозможи на кинеската индустрија за персонални компјутери да се развива и расте.

Во моментов, новиот производствен капацитет во светот е главно концентриран во Кина. Капацитетот за производство на персонални компјутери во Кина во 2019 година е 1.66 милиони тони, што претставува зголемување од 31.74% на годишно ниво, со стапка на искористеност на капацитетот од 58%. Во 2020 година, капацитетот за производство на персонални компјутери во Кина се зголемува на 2.44 милиони тони годишно, а производството се зголемува на 1.185 милиони тони.

Персоналните компјутери се вклучени во националната високотехнолошка индустрија, клучните стратешки индустрии во развој и десетте клучни области опишани во „Произведено во Кина 2025“. Охрабрени од националните политики и огромните инвестиции во домашниот производствен капацитет, идниот домашен пазар на персонални компјутери сигурно ќе покаже ситуација каде што понудата ја надминува побарувачката, со конзервативна проценка од 2.41 милиони тони/годишно капацитет за производство на персонални компјутери што ќе бидат пуштени во Кина до 2023 година, до кога вкупниот капацитет за производство на персонални компјутери во Кина ќе биде близу 3.6 милиони тони/годишно.

Во споредба со брзорастечкиот капацитет за производство на персонални компјутери, побарувачката за производи од понизок ранг не е истовремено ослободена. Генерално, растот на потрошувачката на персонални компјутери е бавен и индустријата влезе во период на низок развој. Обичниот персонален компјутер има слаба отпорност на удар и хемиска отпорност и не може да се примени во многу области, но техничките бариери за производство на луксузни производи се високи. Додека го прошируваат производството со голема брзина, домашните претпријатија треба да го подобрат квалитетот на своите производи и да ја променат дилемата за вишокот ниски производи и недостатокот на луксузни производи за да растат и да се развиваат во жестоката пазарна конкуренција.

Меѓу трите главни производствени процеси на PC, методот без фосген не ја загадува животната средина, нема нуспроизводи, бара ниски инвестиции, добра ефикасност и висок квалитет на добиените производи, што дефинитивно ќе биде идната насока на развој на PC. Во моментов, трошоците за производство на DPC со висока чистота може да се намалат со развој на ефикасни катализатори, а покрај тоа, високоефикасните реактори можат да се дизајнираат за да ги направат погодни за производство на PC преполимери со висок вискозитет на топење.

Иако производствениот капацитет и потрошувачката на персонални компјутери во Кина се зголемуваат, производите се генерално основни материјали, главно користени во пакување, филмови и листови итн., со тесна примена и низок профит. Висококвалитетните производи што се користат во автомобилската индустрија, домашните апарати, електронските производи и други области сè уште зависат од заеднички вложувања или странски претпријатија. Со понатамошното ослободување на производствениот капацитет, понудата и побарувачката постепено се приближуваат кон рамнотежа, конкуренцијата во индустријата за персонални компјутери се интензивира и компаниите се соочуваат со големи предизвици. Елиминирањето на еколошките технологии, намалувањето на трошоците за производство на суровини за персонални компјутери, регулирањето и подобрувањето на перформансите на производите, развојот на високо-перформансни производи, намалувањето на потрошувачката на енергија на уредите, подобрувањето на конкурентноста на уредите и зголемувањето на независната истражувачка и развојна сила на домашната технологија е идната насока на развој на индустријата за персонални компјутери.