ПЦ линија за екструзију шупљих листова

Истраживање и анализа тржишта метода полимеризације за поликарбонатни ПК

Шупљи рачунарлинија за екструзију листоваПоликарбонат (ПЦ) је полимер који садржи карбонатне групе у молекуларном ланцу, формула молекуларне структуре је приказана у формули.

PC је готово безбојан, стакласт, аморфни полимер са добрим оптичким својствима, отпорношћу на топлоту, отпорношћу на ударце, отпорношћу на слабе киселине и алкалије и неутрална уља. PC високе релативне молекулске масе има високу жилавост, али је слабо отпоран на хидролизу, осетљив на крзање, слабо отпоран на гребање, подложан је одређеним органским растварачима, жути при дуготрајном излагању ултраљубичастом светлу и не може се користити за производе који су више пута изложени пари под високим притиском.

PC се може поделити на алифатичне, ароматичне, алифатично-ароматичне и друге типове према структури естарске групе, међу којима алифатични и алифатично-ароматични PC имају нижа механичка својства, што ограничава њихову примену у инжењерским пластикама; до сада је индустријски произведен само ароматични PC. Због својих структурних особености, PC је постао једна од најбрже растућих општих инжењерских пластика са одличним укупним перформансама и широко се користи у областима електронике и електричних уређаја, лимених контејнера, аутомобилске индустрије, медицинских уређаја и заштитне опреме, и брзо се шири у нове области као што су ваздухопловство и авијација, оптичке компоненте и оптоелектронске информације.

Процес производње рачунара

Тренутно постоје три производна процеса за PC, наиме поликондензација фотогасног интерфејса (позната и као фотогасна метода), поликондензација размене растопљеног естра и поликондензација размене растопљеног естра без фотогаса.

1. Поликондензација фотогасне површине

Прво, CO се добија делимичном оксидацијом и пречишћавањем коксног угља или нискоугљеничних алкана, док се водени NaCl електролизује да би се добили Cl2 и NaOH. Добијени CO реагује са Cl2 да би се добио фосген као сировина, који се подвргава међуповршинској кондензацији са BPA у раствору CH2Cl2 да би се добио PC.

Поред тога, NaOH произведен електролизом служи као катализатор у процесу реакције. Добијени раствор PC се прво пречишћава испирањем великим количинама воде, затим додавањем хексана или толуена и дестилацијом ради уклањања растварача као што је CH2Cl2 да би се добиле PC пелете. Осушени PC се гранулише помоћу гранулатора растопљеног стакла. Реакција се изводи на атмосферском притиску, а одвојени материјали након реакције поликондензације, матична течност из центрифугирања, дихлорометан и хлороводонична киселина се рециклирају.

Процес је зрео, квалитет производа је висок, нема посебних захтева за чистоћу сировине, реакциона опрема је релативно једноставна и може се изводити под условима ниске температуре и ниског притиска, али преостали хлоридни јони у процесу припреме ће утицати на квалитет производа. Поред тога, сировина је високо токсични фосген, који је релативно опасан, док је количина генерисаног отпадног гаса и отпадне воде велика.

GE (General Electric) Plastics, Bayer и Mitsubishi Chemical комбинују испаравање и таложење у процесу накнадне обраде како би уклонили растворљиве нечистоће уз помоћ растварача и таложења и побољшали ефекат пречишћавања.

2. Поликондензација размене естара растопом
Поликондензација естарске размене растопљеног је заснована на фенолу као сировини, DPC се прво припрема реакцијом међуповршинске фотогасификације, затим у присуству катализатора (као што су литијум халид, литијум хидроксид, литијум алуминијум халид и бор хидроксид итд.) и адитива, након чега се олигомер добија реакцијом естарске размене са бисфенолом А, а затим се врши даља поликондензација да би се добили PC производи, процес реакције је приказан у једначини (3).

Процес је јефтинији од поликондензације на граници фотогаса и релативно је једноставан и производи мање отпадне воде и гаса. Међутим, процес и даље захтева употребу високо токсичног фосгена у припреми сировине DPC, а резултујуће нечистоће које садрже Cl могу деактивирати алкални катализатор кроз реакције неутрализације, смањујући перформансе PC-а, а истовремено узрокујући жутило материјала.

3. Метода поликондензације размене растопљених естара без фосгена
Године 1978, компанија GE Plastics је први пут открила патент за оксидативну карбонилацију фенола са CO и O2 користећи Pd као катализатор за производњу DPC-а, који је затим замењен са BPA у растопљеном стању да би се формирао PC, као што је приказано у једначини (4).

Процес оксидативне карбонилације метанола са CO и O2 да би се формирао диметил карбонат (DMC) први су открили Романо и др. 1980. године. DMC је затим подвргнут реакцији естарске размене са фенолом да би се формирао толуен карбонат (MPC), MPC је диспропорционисан да би се формирао DPC, а DPC је подвргнут реакцији поликондензације естарске размене са бисфенолом А у растопљеном стању да би се произвели PC производи, као што је приказано у формули (5).

Године 1993, компанија GE Plastics је преузела водећу позицију у индустријској производњи поликарбоната безфосгенским поступком користећи двоосни реактор капацитета 25,000 т/год, користећи CO2 као сировину.

CO2 је нетоксична, незапаљива, биообновљива сировина, а њена активност је нижа у поређењу са CO, али се такође може користити као кополимерни мономер за производњу PC-а. Ningbo Zhejiang Iron Dafeng Chemical Co., Ltd. у Кини је независно развила процес производње PC-а методом без фосгена користећи CO2 и пропилен оксид као сировине, а тренутни годишњи производни капацитет је 100,000 тона. Asahi Kasei у Јапану је такође развила процес за производњу PC методом без фосгена користећи CO2, као што је приказано на слици 2. Ово је приказано на слици 2.
Процес се изводи у безводној средини (осим воде за хлађење) без употребе било каквих корозивних сировина. Нуспроизводи метанол и фенол могу се рециклирати, а реакциони процес даје 2 производа висококвалитетног PC и MEG високе чистоће без икаквог отпада или ефлуента.
Процес не користи токсичне супстанце, има високу стопу искоришћења атомске енергије и у основи је без загађења. Вишак сировина и нуспроизвода може се рециклирати током производног процеса, што ефикасно контролише трошкове производње.

Тржиште рачунара и перспективе развоја

Последњих година, са брзим развојем економије и ширењем нових примена, PC је постао једна од најбрже растућих инжењерских пластика, са главним произвођачима концентрисаним у Сједињеним Државама, Западној Европи и Јапану, где Bayer, GE Plastics, Dow Chemical и Teijin контролишу светску производњу и тржиште PC-а.

У 2020. години, Азијско-пацифички регион ће чинити око 72.6% глобалне потражње за рачунарима, а Кина је постала највећи светски произвођач и потрошач рачунара. Уз снажну подршку националних политика и увођење PC технологије у облику заједничких подухвата и континуирано сазревање домаће самостално развијене производне технологије, уложено је у велике пројекте производње рачунара, што је значајно повећало домаћи капацитет производње рачунара, тако да је ова индустрија отворила нове развојне могућности.

Техничке баријере у процесу производње рачунара су релативно високе, а Кина је касно почела. Пре 2015. године, сви домаћи погони за производњу рачунара изграђени су заједничким улагањима или увођењем технологије, а производни капацитет је био високо концентрисан. Од тада, предузећа попут Wanhua Chemical и Sichuan Zhonglan Guohua New Material развила су различите технологије синтезе рачунара са независним правима интелектуалне својине, што је омогућило развој и раст кинеске индустрије рачунара.

Тренутно, нови производни капацитети у свету су углавном концентрисани у Кини. Производни капацитет рачунара у Кини у 2019. години износи 1.66 милиона тона, што је повећање од 31.74% у односу на претходну годину, са стопом искоришћења капацитета од 58%. Производни капацитет рачунара у Кини у 2020. години повећава се на 2.44 милиона тона годишње, а производња се повећава на 1.185 милиона тона.

Рачунарски рачунар је укључен у националну високотехнолошку индустрију, кључне стратешке индустрије у развоју и десет кључних области описаних у документу „Произведено у Кини 2025“. Подстакнуто националним политикама и масивним улагањима у домаће производне капацитете, будуће домаће тржиште рачунара ће сигурно показати ситуацију у којој понуда премашује потражњу, са конзервативном проценом од 2.41 милиона тона годишње производног капацитета рачунара који ће бити ослободјен у Кини до 2023. године, до када ће укупни производни капацитет рачунара у Кини бити близу 3.6 милиона тона годишње.

У поређењу са брзорастућим капацитетом производње рачунара, потражња низводно није ослобођена истовремено. Генерално, раст потрошње рачунара је спор и индустрија је ушла у период ниског развоја. Обични рачунари имају слабу отпорност на ударце и хемијску отпорност и не могу се применити у многим областима, али су техничке баријере за производњу врхунских производа велике. Уз брзо ширење производње, домаћа предузећа треба да јачају квалитет својих производа и мењају дилему вишка јефтиних производа и недостатка врхунских производа како би расла и развијала се у жестокој тржишној конкуренцији.

Међу три главна производна процеса PC-а, метод без фосгена не загађује животну средину, нема нуспроизвода, захтева ниска улагања, добру ефикасност и висок квалитет резултујућих производа, што ће дефинитивно бити будући правац развоја PC-а. Тренутно, трошкови производње DPC-а високе чистоће могу се смањити развојем ефикасних катализатора, а поред тога, реактори високе ефикасности могу се пројектовати тако да буду погодни за производњу PC преполимера са високим вискозитетом растопа.

Иако производни капацитет и потрошња рачунара у Кини расту, производи су углавном основни материјали, који се углавном користе у паковању, филмовима и плочама итд., са уским применама и ниским профитом. Врхунски производи који се користе у аутомобилској индустрији, кућним апаратима, електронским производима и другим областима и даље зависе од заједничких улагања или страних предузећа. Са даљим ослобађањем производних капацитета, понуда и потражња се постепено приближавају равнотежи, конкуренција у индустрији рачунара се интензивира и компаније се суочавају са великим изазовима. Елиминишите еколошки неприхватљиве технологије, смањите трошкове производње сировина за рачунаре, регулишите и побољшајте перформансе производа, развијајте производе високих перформанси, смањите потрошњу енергије уређаја, побољшајте конкурентност уређаја и повећајте независну истраживачку и развојну снагу домаће технологије, то је будући правац развоја индустрије рачунара.