Polikarbonat (PC) je molekularna veriga, ki vsebuje karbonatno skupino, glede na molekularno strukturo z različnimi estrskimi skupinami, lahko razdelimo na alifatske, aliciklične, aromatske, od katerih je najbolj praktična vrednost aromatske skupine in najpomembnejša vrsta bisfenola A. polikarbonat, splošna težka povprečna molekulska masa (Mw) v 20-100.000.

Slika PC strukturna formula

Polikarbonat ima dobro trdnost, žilavost, preglednost, odpornost na toploto in mraz, enostavno obdelavo, zaviranje gorenja in druge celovite lastnosti, glavne nadaljnje aplikacije so elektronske naprave, pločevina in avtomobilska industrija, te tri industrije predstavljajo približno 80 % porabe polikarbonata, druge v deli industrijskih strojev, CD-ROM-i, embalaža, pisarniška oprema, medicinska in zdravstvena nega, film, oprema za prosti čas in zaščitna oprema ter mnoga druga področja so prav tako dosegla široko široko paleto uporabe, s čimer je postal eden od petih inženirskih plastičnih mas v najhitreje rastoči kategoriji.

Leta 2020 je svetovna proizvodna zmogljivost osebnih računalnikov znašala približno 5,88 milijona ton, kitajska proizvodna zmogljivost osebnih računalnikov 1,94 milijona ton / leto, proizvodnja približno 960.000 ton, medtem ko je očitna poraba polikarbonata na Kitajskem leta 2020 dosegla 2,34 milijona ton, obstaja vrzel skoraj 1,38 milijona ton, je treba uvoziti iz tujine. Ogromno tržno povpraševanje je privabilo številne naložbe za povečanje proizvodnje, ocenjuje se, da je na Kitajskem v gradnji in predlaganih veliko projektov osebnih računalnikov hkrati, domača proizvodna zmogljivost pa bo v naslednjih treh letih presegla 3 milijone ton na leto, in industrija osebnih računalnikov kaže pospešen trend prenosa na Kitajsko.

Kakšni so torej proizvodni procesi osebnih računalnikov? Kakšna je zgodovina razvoja osebnih računalnikov doma in v tujini? Kateri so glavni proizvajalci osebnih računalnikov na Kitajskem? Nato se na kratko razčešemo.

PC tri glavne metode proizvodnega procesa

Metoda medfazne polikondenzacije fotoplina, tradicionalna metoda izmenjave staljenega estra in metoda izmenjave staljenega estra brez fotoplina so trije glavni proizvodni procesi v industriji osebnih računalnikov.
Slika Slika
1. Metoda medfazne polikondenzacije s fosgenom

Gre za reakcijo fosgena v inertno topilo in vodno raztopino natrijevega hidroksida bisfenola A, da nastane polikarbonat z majhno molekulsko maso, nato pa se kondenzira v polikarbonat z visoko molekulsko maso. Nekoč je bilo približno 90% industrijskih polikarbonatnih izdelkov sintetiziranih s to metodo.

Prednosti medfazne polikondenzacijske fosgenske metode PC so visoka relativna molekulska masa, ki lahko doseže 1,5 ~ 2 * 105, in čisti izdelki, dobre optične lastnosti, boljša odpornost proti hidrolizi in enostavna obdelava. Pomanjkljivost je, da postopek polimerizacije zahteva uporabo zelo strupenega fosgena ter strupenih in hlapnih organskih topil, kot je metilen klorid, ki povzročajo resno onesnaženje okolja.

Metodo izmenjave estra s taljenjem, znano tudi kot ontogena polimerizacija, je prvi razvil Bayer z uporabo staljenega bisfenola A in difenil karbonata (Diphenyl Carbonate, DPC), pri visoki temperaturi, visokem vakuumu, stanju prisotnosti katalizatorja za izmenjavo estra, predkondenzacijo, kondenzacijo reakcija.

Glede na surovine, uporabljene v procesu DPC, ga lahko razdelimo na tradicionalno metodo izmenjave staljenega estra (znano tudi kot posredna metoda fotoplina) in metodo izmenjave staljenega estra brez fotoplina.

2. Tradicionalna metoda izmenjave staljenega estra

Razdeljen je na 2 koraka: (1) fosgen + fenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC, ki je posredni fosgenski proces.

Postopek je kratek, brez topil, proizvodni stroški pa so nekoliko nižji od metode medfazne kondenzacije fosgena, vendar proizvodni proces DPC še vedno uporablja fosgen, izdelek DPC pa vsebuje sledove kloroformatnih skupin, kar bo vplivalo na končni izdelek kakovost osebnega računalnika, kar do neke mere omejuje promocijo procesa.

3. Metoda izmenjave staljenega estra brez fosgena

Ta metoda je razdeljena na 2 koraka: (1) DMC + fenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC, ki uporablja dimetil karbonat DMC kot surovino in fenol za sintezo DPC.

Stranski produkt fenol, pridobljen z izmenjavo estra in kondenzacijo, je mogoče reciklirati v sintezo DPC postopka, s čimer se doseže ponovna uporaba materiala in dobra ekonomičnost; zaradi visoke čistosti surovin izdelka tudi ni treba sušiti in prati, kakovost izdelka pa je dobra. Postopek ne uporablja fosgena, je okolju prijazen in je zelena procesna pot.

Z nacionalnimi zahtevami za tri odpadke petrokemičnih podjetij S povečanjem nacionalnih zahtev glede varnosti in varstva okolja petrokemičnih podjetij in omejitvijo uporabe fosgena bo tehnologija izmenjave staljenih estrov brez fosgena postopoma nadomestila metodo medfazne polikondenzacije v prihodnost kot smer razvoja tehnologije proizvodnje osebnih računalnikov v svetu.