Поликарбонаты

Реферат на тему:

 

Поликарбонаты

 

 

 

План:

 

Введение

• 1 Методы синтеза

• 2 Переработка

• 3 Российская номенклатура марок поликарбоната

• 4 Мировое производство поликарбоната

• 5 Применение поликарбонатов Примечания

 

 

Введение

 

 

Структурная формула поликарбоната - эфира бисфенола А

 

Поликарбонаты — группа термопластов, сложные полиэфиры угольной кислоты и двухатомных спиртов общей формулы (-O-R-O-CO-)_n. Наибольшее промышленное значение имеют ароматические поликарбонаты, в первую очередь, поликарбонат на основе Бисфенола А, благодаря доступности бисфенола А, синтезируемого конденсацией фенола и ацетона.

 

 

1. Методы синтеза

 

Синтез поликарбоната на основе бисфенола А проводится двумя методами: методом фосгенирования бисфенола А и методом переэтерификации в расплаве диарилкарбонатов бисфенолом А.

 

В случае переэтерификации в расплаве в качестве исходного сырья используется дифенилкарбонат, реакцию проводят в присутствии щелочных катализаторов (метилат натрия), температуру реакцинной смеси повышают ступенчато от 150 до 300 Â°C, реакцию проводят в вакуумированных реакторах периодического действия при постоянной отгонке выделяющегося в ходе реакции фенола. Полученный расплав поликарбоната охлаждают и гранулируют. Недостатком метода является относительно небольшая молекулярная масса (до 50 КДа) получаемого полимера и его загрязнённость остатками катализатора и продуктов термодеструкции бисфенола А.

 

Фосгенирование бисфенола А проводят в растворе хлоралканов (обычно - хлористого метилена CH₂Cl₂) при комнатной температуре, существует две модификации процесса - поликонденсация в растворе и межфазная поликонденсация:

 

 

 

 

При поликонденсации в растворе в качестве катализатора и основания, связывающего выделяющийся хлороводород используют пиридин, гидрохлорид пиридина, образующийся в ходе реакции, нерастворим в хлористом метилене и по завершении реакции его отделяют фильтрованием. От остаточных количеств пиридина, содержащегося в реакционной смеси, избавляются отмыванием водным раствором кислоты. Поликарбонат высаждают из раствора подходящим кислородсодержащим растворителем (ацетоном и т.п.), что позволяет частично избавиться от остаточных количеств бисфенола А, осадок сушат и гранулируют. Недостатком метода является использование достаточно дорогого пиридина в больших количествах (более 2 молей на моль фосгена).

 

В случае фосгенирования в условиях межфазного катализа поликонденсация проводится в два этапа: сначала фосгенированием бисфенолята А натрия получают раствор смеси олигомеров, содержащих концевые хлорформиатные -OCOCl и гидроксильные -OH группы, после чего проводят поликонденсацию смеси олигомеров в полимер.

 

 

2. Переработка

 

При переработке поликарбонатов применяют большинство методов переработки и формовки термопластичных полимеров: литьё под давлением (производство изделий), выдувное литьё (разного рода сосуды), экструзию (производство профилей и плёнок), формовку волокон из расплава. При производстве поликарбонатных плёнок также применяется формовка из растворов - этот метод позволяет получать тонкие плёнки из поликарбонатов высокой молекулярной массы, формовка тонких плёнок из которых затруднена вследствие их высокой вязкости, в качестве растворителя обычно используют метиленхлорид.

 

 

3. Российская номенклатура марок поликарбоната

 

Обозначение поликарбонатов различных марок имеет вид

 

 

ПК-[метод переработки][модификаторы в составе]-[ПТР],

 

при этом:

 

• ÐŸÐš - поликарбонат

• Ð ÐµÐºÐ¾Ð¼ÐµÐ½Ð´Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð½Ñ‹Ð¹ метод переработки:

○ Ð› – переработка литьем под давлением

○ Ð­ – переработка экструзией

• ÐœÐ¾Ð´Ð¸Ñ„икаторы в составе композиции:

○ Ð¢ – термостабилизатор

○ Ð¡ – светостабилизатор

○ Ðž – краситель

• ÐŸÐ¢Ð  - максимальный показатель текучести расплава: 7 или 12 или 18 или 22

 

В Советском Союзе до начала 90х годов прошлого века выпускался поликарбонат "дифлон" ^[1], марки:

 

ПК-1 - высоковязкая марка, ПТР=1÷3,5, в дальнейшем заменен на ПК-ЛЭТ-7, в наст. вр. используются высоковязкие марки импортных материалов;

 

ПК-2 - средневязкая марка, ПТР=3,5÷7, в дальнейшем заменен на ПК-ЛТ-10, в наст. вр. используются средневязкие марки импортных материалов;

 

ПК-3 - низковязкая марка, ПТР=7÷12, в дальнейшем заменен на ПК-ЛТ-12, в наст. вр. используются низковязкие марки импортных материалов;

 

ПК-4 - черный термостабилизированный, в наст. вр. ПК-ЛТ-18ОМ черного цвета;

 

ПК-5 - медицинского назначения, в наст. вр. используются марки медицинского назначения импортных материалов;

 

ПК-6 - светотехнического назначения, в наст. вр. по светопропусканию подходят практически любые марки импортных материалов;

 

ПК-НКС - стеклонаполненный, в дальнейшем заменен на ПК-ЛСВ-30;

 

ПК-М-1 - повышенные антифрикционные свойства, в наст. вр. используются специальные марки импортных материалов;

 

ПК-М-2 - повышенная стойкость к растрескиванию и самозатухаемость;

 

ПК-М-3 - может эксплуатироваться при крайне низких температурах, в наст. вр. используются специальные марки импортных материалов;

 

ПК-С3, ПК-ОД - самозатухающие с повышенной стойкостью к горению (категория горючести ПВ-0), в наст. вр. ПК-ТС-16ОД;

 

ПК-ОМ, ПК-ЛТ-12-ОМ, ПК-ЛТО-12 - непрозрачные и полупрозрачные материалы различных цветов, в наст. вр. ПК-ЛТ-18ОМ.

 

 

4. Мировое производство поликарбоната

 

Поликарбонаты являются крупнотоннажными продуктами органического синтеза, мировые производственные мощности в 2006 г. составляли более 3 млн. тонн в год. Основные производители поликарбоната (2006 г.)^[2]:

 

Производитель	Объем производства	Торговые марки
Bayer Material Science AG	900 000 т/год	Makrolon, Apec, Bayblend, Makroblend [3]
Sabic Innovative Plastics	900 000 т/год	Lexan
Samyang Busines Chemicals	360 000 т/год	Trirex [4]
Dow Chemical / LG DOW Polycarbonate	300 000 т/год	Calibre [5]
Teijin	300 000 т/год	Panlite [6]
Всего	3 200 000 т/год

 

 

5. Применение поликарбонатов

 

Благодаря высокой прочности и ударной вязкости (250—500 кдж/м²) поликарбонаты применяются в качестве конструкционных материалов в различных отраслях промышленности, при этом для улучшения механических свойств применяются и наполненные стекловолокном поликарбонатные композиции.

 

Благодаря сочетанию высоких механических и оптических качеств монолитный поликарбонат также применяется в качестве материала при изготовлении линз, компакт-дисков и светотехнических изделий; листовой ячеистый поликарбонат применяется в качестве светопрозрачного материала в строительстве.