Методы приготовления поликарбоната

Поликарбонат -это универсальный инженерный пластик , который имеет широкий спектр применения благодаря своим уникальным свойствам , таким как высокая ударопрочность , оптическая четкость а также термическая стабильность . Производство поликарбоната является хорошо налаженным процессом , и существует несколько методов приготовления поликарбоната , которые были разработаны на протяжении многих лет . В этой статье мы обсудим наиболее распространенные методы , используемые для осуществления приготовления поликарбоната , вместе с акцентом на технические аспекты и преимущества каждого подхода .



1. Метод межфазной полимеризации

Один из наиболее широко используемыхМетоды приготовления поликарбонатаПредставляет собой межфазную полимеризацию , также известную как двухфазный пограничный метод . Этот процесс включает реакцию бисфенола А (BPA) с фосгеном (COCl2) в присутствии растворителя . Реакция происходит на стыке двух нессмешивимых фаз : водной фазы , содержащей BPA, и нессмешимого с водой органического растворителя , содержащего фосген .

Механизм реакции

В этом методе бисфенол А растворяется в водной фазе вместе с основанием , обычно гидроксидом натрия , который помогает депротонировать BPA, делая его более реактивным . Органическая фаза , часто содержащая хлорированный растворитель , такой как метиленхлорид , содержит фосген . Когда эти две фазы смешиваются , фосген реагирует с депротонированным BPA на границе раздела с образованием поликарбонатных цепей .

Преимущества

Высокий молекулярный вес : Этот метод позволяет производить поликарбонат вместе с высокой молекулярной массой , что делает материал подходящим для высокопрочных применений .

Эффективное рассеивание тепла : Поскольку реакция происходит на границе раздела , выделяемое тепло быстро рассеивается , уменьшая риск деградации .

Однако межфазная полимеризация также связана с некоторыми проблемами окружающей среды и безопасности из -за использования фосгена , который является токсичным , а также органических растворителей , которые нуждаются в осторожном обращении .



2. Метод полимеризации расплава (трансэтерификации)

Еще один важный метод , используемый вПодготовка поликарбонатаМетод полимеризации расплава , также называемый методом переэтерификации . Этот процесс включает реакцию между бисфенолом А (BPA) а также карбонатным предшественником , таким также как дифенилкарбонат (DPC), при высоких температурах а также в отсутствие растворителей .

Процесс реакции

При полимеризации в расплаве бисфенол А и дифенилкарбонат смешивают и нагревают до высоких температур (обычно от 250 С до 300 С ) в вакууме . Во время реакции фенол образуется в качестве побочного продукта а также непрерывно удаляется , чтобы привести реакцию к образованию поликарбоната .

Преимущества полимеризации расплава

Свободный от Растворитель процессОдним из наиболее заметных преимуществ этого метода является то , что данный человек устраняет необходимость в растворителях , что делает его более экологически чистым и безопасным вариантом по сравнению вместе с межфазной полимеризацией .

Простое оборудованиеЭтот процесс обычно осуществляется в реакторе расплава , который проще и дешевле в эксплуатации по сравнению с оборудованием , необходимым для межфазной полимеризации .

Однако полимеризация расплава требует высоких температур и эффективных вакуумных систем для непрерывного удаления фенола , что может сделать процесс энергоемким . Кроме того , контроль молекулярной массы является более сложным , чем при межфазной полимеризации .



3. Твердотельная полимеризация (SSP).

Твердотельная полимеризация (SSP) является еще одним методом , который может быть использован для получения поликарбоната с высокой молекулярной массой . Этот процесс включает нагревание предварительно полимеризованного поликарбоната в его твердой форме под вакуумом или на территории атмосфере инертного газа для осуществления достижения дальнейшей полимеризации а также увеличения молекулярной массы .

Также Как работает SSP

В SSP поликарбонатный преполимер сначала получают одним из ранее упомянутых способов , обычно полимеризацией в расплаве . Преполимер затем подвергают воздействию температур ниже его температуры плавления , где происходят реакции расширения цепи . Эти реакции увеличивают молекулярную массу без плавления полимера , что позволяет лучше контролировать конечные свойства .

Преимущества SSP

Высший молекулярный контроль веса : SSP позволяет точно контролировать молекулярную массу , что делает его пригодным для применений , требующих поликарбоната вместе с особыми механическими свойствами .

Снижение деградации : Поскольку реакция происходит при температурах ниже температуры плавления полимера , деградация из -за тепловых напряжений сводится к минимуму .

Хотя SSP является более медленным процессом по сравнению вместе с другими методами , данный человек высоко ценится за его способность производить поликарбонат со сверхвысокой молекулярной массой .

Заключение

Таким образом , есть несколькоМетоды приготовления поликарбоната , Каждый со своими преимуществами и ограничениями . Межфазная полимеризация идеально подходит для осуществления эффективного производства поликарбонатов вместе с высокой молекулярной массой , хотя она имеет экологические недостатки . Полимеризация в расплаве является альтернативой без растворителей , но требует тщательного контроля условий реакции . Твердотельная полимеризация обеспечивает точный контроль молекулярной массы а также сводит к минимуму деградацию . Выбор способа во многом зависит от желаемых свойств конечного поликарбонатного продукта а также конкретных промышленных требований .