Polikarbonat (PC) je molekularni lanac koji sadrži karbonatnu skupinu. Prema molekularnoj strukturi s različitim esterskim skupinama, može se podijeliti na alifatske, alicikličke i aromatske, od kojih najpraktičniju vrijednost imaju aromatske skupine, a najvažniji je polikarbonat tipa bisfenola A. Prosječna molekularna težina (Mw) u prosjeku se kreće od 20 do 100 000.

Strukturna formula PC-a na slici

Polikarbonat ima dobru čvrstoću, žilavost, prozirnost, otpornost na toplinu i hladnoću, jednostavnu obradu, usporavanje plamena i druge sveobuhvatne performanse, glavne nizvodne primjene su elektronički uređaji, ploče i automobilska industrija, ove tri industrije čine oko 80% potrošnje polikarbonata, a ostale primjene u dijelovima industrijskih strojeva, CD-ROM-ovima, pakiranju, uredskoj opremi, medicinskoj i zdravstvenoj skrbi, folijama, opremi za razonodu i zaštitnoj opremi te mnogim drugim područjima također su postigle širok raspon primjena, postavši jedna od pet inženjerskih plastika u najbrže rastućoj kategoriji.

U 2020. godini, globalni proizvodni kapacitet računala iznosio je oko 5,88 milijuna tona, a kineski proizvodni kapacitet računala iznosio je 1,94 milijuna tona godišnje, što je oko 960.000 tona proizvodnje. Dok je prividna potrošnja polikarbonata u Kini u 2020. godini dosegla 2,34 milijuna tona, postoji jaz od gotovo 1,38 milijuna tona, zbog potrebe za uvozom iz inozemstva. Ogromna tržišna potražnja privukla je brojna ulaganja za povećanje proizvodnje. Procjenjuje se da se u Kini istovremeno gradi i predlaže mnogo projekata za računala, a domaći proizvodni kapacitet premašit će 3 milijuna tona godišnje u sljedeće tri godine. Industrija računala pokazuje ubrzani trend preseljenja u Kinu.

Dakle, koji su proizvodni procesi računala? Kakva je povijest razvoja računala u zemlji i inozemstvu? Koji su glavni proizvođači računala u Kini? Zatim ćemo ukratko napraviti češalj.

Tri glavne metode proizvodnog procesa za PC

Metoda međufazne polikondenzacije fotoplinom, tradicionalna metoda izmjene rastaljenog estera i metoda izmjene rastaljenog estera bez fotoplina tri su glavna proizvodna procesa u industriji osobnih računala.
Slika Slika
1. Metoda međufazne polikondenzacije fosgena

To je reakcija fosgena u inertnom otapalu i vodenoj otopini natrijevog hidroksida bisfenola A za proizvodnju polikarbonata male molekularne težine, a zatim kondenzacije u polikarbonat visoke molekularne težine. U jednom trenutku, oko 90% industrijskih polikarbonatnih proizvoda sintetizirano je ovom metodom.

Prednosti metode međufazne polikondenzacije fosgena PC su visoka relativna molekularna težina, koja može doseći 1,5~2*105, te čisti produkti, dobra optička svojstva, bolja otpornost na hidrolizu i jednostavna obrada. Nedostatak je što proces polimerizacije zahtijeva upotrebu visokotoksičnog fosgena i otrovnih i hlapljivih organskih otapala poput metilen klorida, koji uzrokuju ozbiljno onečišćenje okoliša.

Metoda izmjene estera u talini, poznata i kao ontogena polimerizacija, prvi je put razvijena od strane tvrtke Bayer, koristeći rastaljeni bisfenol A i difenil karbonat (difenil karbonat, DPC), na visokoj temperaturi, visokom vakuumu, uz prisutnost katalizatora za izmjenu estera, prethodnu kondenzaciju, reakciju kondenzacije.

Prema sirovinama korištenim u DPC procesu, može se podijeliti na tradicionalnu metodu izmjene rastaljenog estera (također poznatu kao indirektna fotoplinska metoda) i metodu izmjene rastaljenog estera bez fotoplina.

2. Tradicionalna metoda izmjene rastaljenog estera

Podijeljen je u 2 koraka: (1) fosgen + fenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC, što je indirektni proces s fosgenom.

Postupak je kratak, bez otapala, a troškovi proizvodnje su nešto niži od metode međufazne kondenzacije fosgena, ali proizvodni proces DPC-a i dalje koristi fosgen, a DPC proizvod sadrži tragove kloroformatnih skupina, što će utjecati na konačnu kvalitetu PC-a, što do određene mjere ograničava promociju postupka.

3. Metoda izmjene rastaljenog estera bez fosgena

Ova metoda je podijeljena u 2 koraka: (1) DMC + fenol → DPC; (2) DPC + BPA → PC, koja koristi dimetil karbonat DMC kao sirovinu i fenol za sintezu DPC-a.

Nusproizvod fenol dobiven izmjenom estera i kondenzacijom može se reciklirati u sintezu DPC procesa, čime se ostvaruje ponovna upotreba materijala i dobra ekonomičnost; zbog visoke čistoće sirovina, proizvod također ne treba sušiti i prati, a kvaliteta proizvoda je dobra. Proces ne koristi fosgen, ekološki je prihvatljiv i predstavlja zeleni procesni put.

S nacionalnim zahtjevima za tri vrste otpada petrokemijskih poduzeća. S povećanjem nacionalnih zahtjeva za sigurnost i zaštitu okoliša petrokemijskih poduzeća i ograničenjem upotrebe fosgena, tehnologija izmjene rastaljenih estera bez fosgena postupno će zamijeniti metodu međufazne polikondenzacije u budućnosti kao smjer razvoja tehnologije proizvodnje PC-a u svijetu.