合成工艺学-聚碳酸酯剖析.pptx
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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,、聚碳酸酯的定义,2,、聚碳酸酯的结构通式,分子,主链,中含有通式为,链节,的,高分子化合物,及以它为,基质,而制得的各种材料的,总称,10.3,聚碳酸酯,3,、双酚,A,型聚碳酸酯,(Polycarbonate of bisphenol A),结构式：,优点,：突出的,透明性、冲击韧性和尺寸稳定性,；,(2),较宽的使用温度范围,(-60,120),3),可与许多其它树脂共混，形成共混物缺点,：耐溶剂性和耐磨性差、耐疲劳强度低、缺口敏感,3,标致,PC,后车窗,4,外,壳,1.,光气,(Phosgene),，碳酰氯,(Carbonyl chloride),结构式为,:,10.3.1,主要原料,2.,碳酸二苯酯,(diphenyl carbonates,DPC),化学结构式,3.,双酚,A(Bisphenol A;BPA),，学名,2,2,双,(4-,羟基苯基,),丙烷,2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane,，结构式,:,聚碳酸酯的合成与生产工艺,合成方法,酯交换法,(,熔融缩聚,产量,90%,）,1,酯交换法,(,熔融缩聚,),单体与聚合反应式,双酚,A,碳酸二苯酯,反应釜,分离器,溶剂回收塔,碳酸二苯酯蒸馏塔,碳酸二苯酯储槽,聚合釜,切粒机,碱金属、碱土金属之弱酸盐,及时排除体系,配料比严格控制,1),物料呈熔融状态且有一定活化能,2),隔绝空气，加热均匀,(,搅拌,),技术关键,双酚,A,在,180,以上易分解，聚合初期温度应控制,180,，,使双酚,A,转化成低聚物后，再逐渐升温。
碳酸二苯酯的沸点较低，为了避免因逸出而破坏等摩尔比，,碳酸二苯酯,:,双酚,抽高真空，移去苯酚，余压,133Pa,以下2,光气法界面缩聚,水相,密度小,上层,双酚,A,的钠盐,使油溶的双酚,A,转换为水溶的钠盐,有机相,密度大,底层,光气,+,二氯甲烷（氯仿、氯苯）,1,碱液,2,催化剂：三甲基苄基氯化铵,4,分子量调节剂：苯酚,5,中和剂,:5%,甲酸,二氯甲烷,双酚,A,钠盐,光,气,化,釜,20-25,pH=7-8,缩,聚,釜,沉,析,釜,25-30,3-4h,分去,上层酸水,沉淀剂：,丙酮,真,空,过,滤,器,沸腾床,干燥器,挤出造粒机,离心机,二氯甲烷、丙酮,混合溶剂分离回收,工艺流程,光气法聚碳酸酯界面缩聚生产工艺流程图,3.,开环聚合法,使,环状单体,开环而聚合成,高分子化合物,的工艺过程采用,双酚,A,与,光气,反应生成,双氯甲酸双酚,A,酯,，再经水解、聚合而得到,2-20,环体的,环状碳酸双酚,A,酯低聚物,，或双酚,A,经,CO,氧化羰基化而生成的环状碳酸双酚,A,酯低聚物，在,阴离子型催化剂,(,如酚基锂,),或,无催化剂,存在下，加入,分子量调节剂,，开环聚合，便得到高分子量,PC,。
此反应具有,活性聚合,的特征为制造功能性,PC,开辟了一条新途径4.,固相缩聚法,此法可制得结晶性,PC,、耐热性,PC,和可溶性,PC,用固相缩聚法制造,PC,一般分：,(1),合成预聚物,使,碳酸二苯酯和双酚,A,在,催化剂,存在并在加热减压情况下进行熔融酯交换和缩合聚合反应来制得也可用,四苯基钛酸酯,做催化剂，使碳酸二甲酯和双乙酸双酚,A,酯在,230,、减压下,发生酯交换，得到平均,Mn,约为,3500,的非晶性预聚物；将其加热到,240,使熔化，随即注入丙酮中，便得到,多孔性结晶,(25%),预聚物2),预聚物的固相缩聚,无论是结晶性预聚物或是非晶性预聚物，进行固相缩聚的条件（加热、减压、催化剂等）都大致相同，,关键,在于整个反应过程必须保持在,固体状态,下进行，即,固相缩聚反应温度必须确保比高聚物初始熔化温度低,3,（一般控制在,210-240,）,反应温度逐渐升高，反应过程必须在,真空,下进行，时间约为,10h,所用,催化剂,主要是,碱金属芳基氧化物,(,如,BPA,二钠盐,),、,碱金属硼氢化物,和,二元羧酸衍生物的季铵盐,等注意催化剂的种类和用量预聚物分子发生广泛重排，分子链继续增大，会是结晶更完善。
5.,非光气酯交换法,又称,非光气熔融法,1),参与反应的两种单体分别为,双酚,A,和,碳酸二苯酯,，其反应过程可分为,酯交换和缩聚,阶段碳酸二苯酯由,碳酸二甲酯,(DMC),和,苯酚,进行酯交换反应生成，在,碱性催化剂,存在下，,碳酸二苯酯,再和,双酚,A,缩聚得到,低聚物,，进一步缩聚得到,PC,化学反应方程式为,2,）由其它非光气单体与双酚,A,或双酚,A,酯进行酯交换反应直接合成,PC,A,）,碳酸烷基苯基酯,与双酚,A,进行酯交换反应而合成,PC,B,）,碳酸二甲酯,与双乙酸双酚,A,酯进行酯交换反应直接制得,PC,不使用剧毒光气，通过,界面缩聚法,制造高分子量,PC,的新工艺是在,供电子胺类,催化剂存在下，使,双酚,和,双（,2,4,6-,三氯苯基）碳酸酯,或,双（,2,4-,二氯苯基）碳酸酯,、,双（,2-,氰基苯基）碳酸酯,进行界面缩聚反应而制得无色透明、不含氯离子的高分子量,PC,6.,非光气界面缩聚法,7.,双酚,A,氧化羰基化法,主催化剂,：,B,族金属,(,如钯系,),或其化合物,助催化剂,：无机,(,醋酸铈、醋酸铜,),、有机,(,三联吡啶、喹啉、醌,),氧化还原剂。
双酚,A,活化剂,：有机碱,(,如四级烷基铵盐,),有机稀释剂,：提高选择性,(,二氯甲烷等极性溶剂,),工艺特点,(,绿色化学合成工艺,),：毒性小、无污染、产品质量高,内容总结,1、聚碳酸酯的定义3、双酚A型聚碳酸酯(Polycarbonate of bisphenol A)2)较宽的使用温度范围(-60120)缺点：耐溶剂性和耐磨性差、耐疲劳强度低、缺口敏感2.碳酸二苯酯(diphenyl carbonates,DPC)3.双酚A(Bisphenol A2)隔绝空气，加热均匀(搅拌)双酚A在180以上易分解，聚合初期温度应控制180，碳酸二苯酯的沸点较低，为了避免因逸出而破坏等摩尔比，抽高真空，移去苯酚，余压133Pa以下使油溶的双酚A转换为水溶的钠盐此法可制得结晶性PC、耐热性PC和可溶性PC使碳酸二苯酯和双酚A在催化剂存在并在加热减压情况下进行熔融酯交换和缩合聚合反应来制得也可用四苯基钛酸酯做催化剂，使碳酸二甲酯和双乙酸双酚A酯在230、减压下发生酯交换，得到平均Mn约为3500的非晶性预聚物,。
