Polikarbonāts (PC) ir molekulārā ķēde, kas satur karbonātu grupu, atbilstoši molekulārajai struktūrai ar dažādām esteru grupām, ko var iedalīt alifātiskos, alicikliskos, aromātiskos, no kuriem vispraktiskākā ir aromātiskā grupa, un vissvarīgākais ir bisfenola A tipa polikarbonāts, kura vidējā molekulmasa (Mw) kopumā ir 20–100 000.

Attēla PC struktūrformula

Polikarbonātam ir laba izturība, sīkstums, caurspīdīgums, izturība pret karstumu un aukstumu, viegla apstrāde, liesmas slāpēšana un citas visaptverošas īpašības, galvenie pakārtotie pielietojumi ir elektroniskās ierīces, loksnes un automobiļi, šīs trīs nozares veido aptuveni 80% no polikarbonāta patēriņa, citas nozares ir rūpniecisko iekārtu detaļas, CD-ROM, iepakojums, biroja aprīkojums, medicīnas un veselības aprūpe, plēves, atpūtas un aizsarglīdzekļi un daudzas citas jomas, kas ir sasniegušas plašu pielietojumu klāstu, kļūstot par vienu no piecām inženiertehniskajām plastmasām visstraujāk augošajā kategorijā.

2020. gadā globālā datoru ražošanas jauda bija aptuveni 5,88 miljoni tonnu, Ķīnas datoru ražošanas jauda bija 1,94 miljoni tonnu gadā, bet ražošana bija aptuveni 960 000 tonnu. Lai gan šķietamais polikarbonāta patēriņš Ķīnā 2020. gadā sasniedza 2,34 miljonus tonnu, pastāv gandrīz 1,38 miljonu tonnu starpība, un ir nepieciešams importēt no ārvalstīm. Milzīgais tirgus pieprasījums ir piesaistījis daudzas investīcijas ražošanas palielināšanai. Tiek lēsts, ka Ķīnā vienlaikus tiek būvēti un ierosināti daudzi datoru projekti, un vietējā ražošanas jauda nākamo trīs gadu laikā pārsniegs 3 miljonus tonnu gadā, un datoru nozare uzrāda paātrinātu pārcelšanās uz Ķīnu tendenci.

Tātad, kādi ir datoru ražošanas procesi? Kāda ir datoru attīstības vēsture mājās un ārzemēs? Kādi ir galvenie datoru ražotāji Ķīnā? Tālāk mēs īsumā aplūkosim tos.

PC trīs galvenās ražošanas procesa metodes

Starpfāžu polikondensācijas fotogāzes metode, tradicionālā kausētā estera apmaiņas metode un nefotogāzes kausētā estera apmaiņas metode ir trīs galvenie ražošanas procesi datoru nozarē.
Attēls Attēls
1. Starpfāžu polikondensācijas fosgēna metode

Fosgēna reakcija ar inertu šķīdinātāju un bisfenola A nātrija hidroksīda ūdens šķīdumu rada mazas molekulmasas polikarbonātu, kas pēc tam kondensējas augstas molekulmasas polikarbonātā. Savulaik aptuveni 90% rūpniecisko polikarbonāta produktu tika sintezēti ar šo metodi.

Starpfāžu polikondensācijas fosgēna metodes PC priekšrocības ir augsta relatīvā molekulmasa, kas var sasniegt 1,5–2 * 105, un tīri produkti, labas optiskās īpašības, labāka hidrolīzes izturība un vienkārša apstrāde. Trūkums ir tāds, ka polimerizācijas procesā ir nepieciešams izmantot ļoti toksisku fosgēnu un toksiskus un gaistošus organiskos šķīdinātājus, piemēram, metilēnhlorīdu, kas rada nopietnu vides piesārņojumu.

Kausējuma estera apmaiņas metodi, kas pazīstama arī kā ontogēnā polimerizācija, pirmo reizi izstrādāja Bayer, izmantojot izkausētu bisfenolu A un difenilkarbonātu (difenilkarbonātu, DPC) augstā temperatūrā, augstā vakuumā, katalizatora klātbūtnē estera apmaiņai, pirmskondensācijai, kondensācijas reakcijai.

Saskaņā ar DPC procesā izmantotajām izejvielām to var iedalīt tradicionālajā kausētā estera apmaiņas metodē (pazīstama arī kā netiešā fotogāzes metode) un nefotogāzes kausētā estera apmaiņas metodē.

2. Tradicionālā kausēta estera apmaiņas metode

Tas ir sadalīts divos posmos: (1) fosgēns + fenols → DPC; (2) DPC + BPA → PC, kas ir netiešs fosgēna process.

Process ir īss, bez šķīdinātājiem, un ražošanas izmaksas ir nedaudz zemākas nekā starpfāžu kondensācijas fosgēna metode, taču DPC ražošanas procesā joprojām tiek izmantots fosgēns, un DPC produkts satur nelielu daudzumu hloroformāta grupu, kas ietekmēs PC gala produkta kvalitāti, kas zināmā mērā ierobežo procesa veicināšanu.

3. Nefosgēna kausēta estera apmaiņas metode

Šī metode ir sadalīta divos posmos: (1) DMC + fenols → DPC; (2) DPC + BPA → PC, kurā kā izejvielu izmanto dimetilkarbonāta DMC un fenolu DPC sintezēšanai.

Estera apmaiņas un kondensācijas rezultātā iegūtais fenols var tikt pārstrādāts DPC procesa sintēzē, tādējādi nodrošinot materiālu atkārtotu izmantošanu un labu ekonomiju; pateicoties izejvielu augstajai tīrības pakāpei, produkts nav jāžāvē un jāmazgā, un produkta kvalitāte ir laba. Procesā netiek izmantots fosgēns, tas ir videi draudzīgs un ir zaļā procesa maršruts.

Ar valsts prasībām naftas ķīmijas uzņēmumu trim atkritumiem. Pieaugot valsts prasībām attiecībā uz naftas ķīmijas uzņēmumu drošību un vides aizsardzību un ierobežojot fosgēna lietošanu, nefosgēna kausēta estera apmaiņas tehnoloģija nākotnē pakāpeniski aizstās starpfāžu polikondensācijas metodi kā datoru ražošanas tehnoloģiju attīstības virzienu pasaulē.