文档聚碳酸酯

聚碳酸酯的绿色合成工艺聚碳酸酯的性质与应用聚碳酸酯（PC）是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。聚碳酸酯是一种线型聚合物，是五大通用工程塑料中惟一具有良好透明性的热塑性工程塑料，可见光的透过率可达90%。聚碳酸酯具有突出的抗冲击、耐蠕变性能，较高的拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和刚性，电性能优良、吸收率低、透光性好，并具有较高的耐热性和耐寒性，综合性能优良，也可与其他树脂共混形成共混物或合金，改善其抗溶剂性和耐磨性，在六大工程塑料消费量中仅次于聚酰胺（PA）。近年来由于生产工艺和技术的提高，聚碳酸酯材料在性能完善和个性化设计方面取得了更快的进展，聚碳酸酯制品的应用已渗透到汽车、建筑、医学、服装等行业之中。主要应用领域有光盘片、汽车零部件、建筑采光材料、包装材料、眼镜、PC针剂管、游泳池底部自照明系统、太阳能采集系统、高清晰大型电视屏幕、纺织品中可进行织物材料识别的芯片标记纤维等[1]。聚碳酸酯的市场分析我国聚碳酸酯的研制始于1958年，并于1965年实现工业化生产。2005年之后，我国掀起聚碳酸酯投资热潮，世界级聚碳酸酯生产商帝人和拜耳先后在我国投资建厂作为全球著名的聚合物制造商之一，拜耳材料科技公司早在2001年就在上海创建了聚合物研发中心，并在上海一体化基地投运了一条年产量为10万吨/年的聚碳酸酯工厂以及4条其他聚碳酸酯分级掺混材料厂，为生产线提供了强大的技术支撑。另外，帝人化学公司投资9亿日元，在其上海聚碳酸酯混配料工厂内新建的装置已于2009年建成投产，此次扩能完成后，该工厂成为世界级的聚碳酸酯混配料工厂。未来仍有内资、外资新（扩）建聚碳酸酯装置在我国陆续建成投产。三菱瓦斯化学公司在上海漕泾化学工业区新建8万吨/年聚碳酸酯产能，将于2013年底建成投产，该聚碳酸酯树脂联合项目的总投资约为300亿日元。中石化与沙特基础工业公司签署的26万吨/年聚碳酸酯项目预计于2015年投产，该项目是中国石化与沙伯在天津现有100万吨/年乙烯合资项目中新增的合作内容，采用世界上最先进的非光气法生产工艺，总投资约110亿元人民币，双方股比50%∶50%，将生产包括混合级、挤出级、光学级及注塑级四大类聚碳酸酯。拜耳材料科技公司于2010年已经宣布计划到2016年使其在上海漕泾生产联合装置的聚碳酸酯产翻一番以上，将达到50万吨/年，拜耳材料科技公司也将大大增强在漕泾的研发能力，并将其聚碳酸酯业务部从德国Leverkusen迁往上海，此举将使其业务更贴近迅速发展的亚洲聚碳酸酯市场。另外，拜耳材料科技公司位于广州经济技术开发区永和经济区的聚碳酸酯单层板工厂已于2011年10月开建，设计生产能力1.2万吨/年已于今年投产，到2015年，这家工厂聚碳酸酯总产能将翻番达到2.4万吨/年。“十二五”期间，我国将成为聚碳酸酯群雄逐鹿主战场，预计到2015年底，我国聚碳酸酯产能将达到111.4万吨/年以上，届时国内的年需求量为170～200万吨，自给率可达到50%～60%，将改变我国聚碳酸酯长期以来依赖进口的局面，极大地促进我国工程塑料的发展。世界聚碳酸酯生产能力发展较为迅速，已由1991年51万吨/年增长至2012年469.5万吨/年（光气法为363万吨/年，非光气法为106.5万吨/年）。2012年位居全球前四位的聚碳酸酯生产商分别为沙伯公司131.5万吨/年、拜耳公司130万吨/年、日本帝人公司48万吨/年、陶氏化学公司47.9万吨/年，我国聚碳酸酯产能达29.4万吨/年。预计到2015年需求量将达到180万吨，[2]我国聚碳酸酯产销平衡情况见表1。表1我国聚碳酸酯的产销平衡统计表年份产量\万吨进口\万吨出口量\万吨表观消费量\万吨20067.189.9318.5478.49200714.8102.0730.6186.26200819.8101.7427.8693.68200921102.6921.47102.22201023.8126.4229.52120.7201126122.7923.8124.99201229.4——128.75聚碳酸酯的合成工艺按照聚碳酸酯的工业化技术的发展，先后经历了4种工艺：溶液光气法、界面缩聚光气法、酯交换熔融缩聚法和非光气法[3,4]。溶液光气法以光气和双酚A为原料，在碱性水溶液和二氯甲烷（或二氯乙烷）溶剂中进行界面缩聚，得到的聚碳酸酯胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得聚碳酸酯产品。此工艺经济性较差，且存在环保问题，缺乏竞争力，已完全淘汰。反应方程如下：界面缩聚光气法6%～8%，铁路、公路、机场及城市建设对中空阳光板的需求强劲，对聚碳酸酯需求的年均增长率为8%～10%。我国已经是世界上第二大光盘消费国家，但随着视频网站的大量涌现，在线收看也对DVD销量造成一定影响，因此，从长期来看，光学媒体将不再是我国聚碳酸酯最大的应用市场。另外，目前，国外消费者对奶瓶中双酚A含量和其他种类包装的关注将会对该领域的聚碳酸酯需求产生影响。我国在经历了一系列触目惊心的产品质量风波后，预计对这方面的关注度也将增强。预计到2016年，我国聚碳酸酯的总消费量将达到约180.0万吨。其中需求增长最快的领域将是汽车工业用的以聚碳酸酯为基材共混合金类复合材料的快速发展。[8]发展建议（1）引进技术合资建厂，提升自主创新能力目前国内聚碳酸酯生产技术水平比较落后，完全自主研发难度较大，仍需通过引进国外先进技术、合资建厂等方式加快我国聚碳酸酯产业发展步伐。（2）做强功能化产品，力争占领国内市场近年来我国聚碳酸酯改性发展较快，聚碳酸酯合金化的应用研究成为主要发展趋势，产品应进一步向高功能化、专用化方向发展，充分利用国内科研单位在塑料改性及塑料合金方面的技术成果，提高产品的档次及附加值，在产品的应用领域同国外的各种专用牌号聚碳酸酯竞争，力争占领国内市场。（3）发展绿色工艺，形成特色加工企业由于非光气生产工艺是一种符合环境要求的绿色工艺，因此合作开发非光气法是今后聚碳酸酯工艺的主要发展方向。现有生产装置应加快技术引进，边生产边消化吸收以不断做大做强，同时配套生产一些聚碳酸酯复合材料，建立自己销售网络，形成具有特色的聚碳酸酯加工应用企业。参考文献周楠，沈佶，原华．我国聚碳酸酯合成技术发展前景［J］．塑料工业，2011，39(S1):15－19.李玉芳，伍小明.聚碳酸酯技术进展及国内外市场分析[J].上海化工，2013，38（4）：31-37.孙彦洁.国内外聚碳酸酯生产状况的比较分析[J].当代化工，2008，37（1）：96-99.赵光辉，任敦泾，李建忠，等.聚碳酸酯生产、应用及市场前景[J].化工科技市场，2005（5）：1-6.李复生，殷金柱，魏东炜.聚碳酸酯应用与合成工艺进展[J].化工进展，2002，21：395-398.梁玮.对开