合成工藝學(xué)-聚碳酸酯.ppt

1、1、聚碳酸酯的定義,2、聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)通式,分子主鏈中含有通式為 鏈節(jié)的高分子化合物及以它為基質(zhì)而制得的各種材料的總稱。,10.3 聚碳酸酯,3、雙酚A型聚碳酸酯 (Polycarbonate of bisphenol A) 結(jié)構(gòu)式：,優(yōu)點： 突出的透明性、沖擊韌性和尺寸穩(wěn)定性； (2) 較寬的使用溫度范圍(-60120)。 (3) 可與許多其它樹脂共混，形成共混物。 缺點：耐溶劑性和耐磨性差、耐疲勞強度低、缺口敏感,3,標(biāo)致PC后車窗,4,外 殼,1. 光氣(Phosgene)，碳酰氯(Carbonyl chloride) 結(jié)構(gòu)式為:,10.3.1 主要原料,2. 碳酸二苯酯(dipheny

2、l carbonates, DPC),化學(xué)結(jié)構(gòu)式,3. 雙酚A(Bisphenol A ; BPA)，學(xué)名2,2雙(4-羥基苯基)丙烷2,2-bis(4-hydroxyphenyl) propane，結(jié)構(gòu)式:,10.3.2 聚碳酸酯的合成與生產(chǎn)工藝,合成方法,酯交換法(熔融縮聚,產(chǎn)量10%) 光氣法,光氣溶液法（） 界面縮聚法（產(chǎn)量90%）,1 酯交換法(熔融縮聚),單體與聚合反應(yīng)式,反應(yīng)釜,分離器,溶劑回收塔,碳酸二苯酯蒸餾塔,碳酸二苯酯儲槽,聚合釜,切粒機,堿金屬、堿土金屬之弱酸鹽,配料比嚴(yán)格控制,1)物料呈熔融狀態(tài)且有一定活化能 2)隔絕空氣，加熱均勻(攪拌),技術(shù)關(guān)鍵,雙酚A在180以

3、上易分解，聚合初期溫度應(yīng)控制180， 使雙酚A轉(zhuǎn)化成低聚物后，再逐漸升溫。 碳酸二苯酯的沸點較低，為了避免因逸出而破壞等摩爾比， 碳酸二苯酯:雙酚A=1.05/1.0-1.1/1.0 抽高真空，移去苯酚，余壓133Pa以下。,2 光氣法界面縮聚,使油溶的雙酚A轉(zhuǎn)換為水溶的鈉鹽,1堿液 2催化劑：三甲基芐基氯化銨 4分子量調(diào)節(jié)劑：苯酚 5中和劑:5%甲酸,工藝流程,光氣法聚碳酸酯界面縮聚生產(chǎn)工藝流程圖,3. 開環(huán)聚合法,使環(huán)狀單體開環(huán)而聚合成高分子化合物的工藝過程。,采用雙酚A與光氣反應(yīng)生成雙氯甲酸雙酚A酯，再經(jīng)水解、聚合而得到2-20環(huán)體的環(huán)狀碳酸雙酚A酯低聚物，或雙酚A經(jīng)CO氧化羰基化而生成

4、的環(huán)狀碳酸雙酚A酯低聚物，在陰離子型催化劑(如酚基鋰)或無催化劑存在下，加入分子量調(diào)節(jié)劑，開環(huán)聚合，便得到高分子量PC。此反應(yīng)具有活性聚合的特征。為制造功能性PC開辟了一條新途徑。,4. 固相縮聚法,此法可制得結(jié)晶性PC、耐熱性PC和可溶性PC。 用固相縮聚法制造PC一般分： (1) 合成預(yù)聚物 使碳酸二苯酯和雙酚A在催化劑存在并在加熱減壓情況下進行熔融酯交換和縮合聚合反應(yīng)來制得。 也可用四苯基鈦酸酯做催化劑，使碳酸二甲酯和雙乙酸雙酚A酯在230、減壓下發(fā)生酯交換，得到平均Mn約為3500的非晶性預(yù)聚物；將其加熱到240使熔化，隨即注入丙酮中，便得到多孔性結(jié)晶(25%)預(yù)聚物。,(2) 預(yù)聚物

5、的固相縮聚 無論是結(jié)晶性預(yù)聚物或是非晶性預(yù)聚物，進行固相縮聚的條件（加熱、減壓、催化劑等）都大致相同，關(guān)鍵在于整個反應(yīng)過程必須保持在固體狀態(tài)下進行，即固相縮聚反應(yīng)溫度必須確保比高聚物初始熔化溫度低3（一般控制在210-240）。反應(yīng)溫度逐漸升高，反應(yīng)過程必須在真空下進行，時間約為10h。 所用催化劑主要是堿金屬芳基氧化物(如BPA二鈉鹽)、堿金屬硼氫化物和二元羧酸衍生物的季銨鹽等。 注意催化劑的種類和用量。 預(yù)聚物分子發(fā)生廣泛重排，分子鏈繼續(xù)增大，會是結(jié)晶更完善。,5. 非光氣酯交換法,又稱非光氣熔融法。1)參與反應(yīng)的兩種單體分別為雙酚A和碳酸二苯酯，其反應(yīng)過程可分為酯交換和縮聚階段。碳酸二苯

6、酯由碳酸二甲酯(DMC)和苯酚進行酯交換反應(yīng)生成，在堿性催化劑存在下，碳酸二苯酯再和雙酚A縮聚得到低聚物，進一步縮聚得到PC?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式為,2）由其它非光氣單體與雙酚A或雙酚A酯進行酯交換反應(yīng)直接合成PC。,A）碳酸烷基苯基酯與雙酚A進行酯交換反應(yīng)而合成PC,B）碳酸二甲酯與雙乙酸雙酚A酯進行酯交換反應(yīng)直接制得PC,不使用劇毒光氣，通過界面縮聚法制造高分子量PC的新工藝。是在供電子胺類催化劑存在下，使雙酚和雙（2,4,6-三氯苯基）碳酸酯或雙（2,4-二氯苯基）碳酸酯、雙（2-氰基苯基）碳酸酯進行界面縮聚反應(yīng)而制得無色透明、不含氯離子的高分子量PC。,6. 非光氣界面縮聚法,7. 雙酚A氧化羰基化法,主催化劑：B族金屬(如鈀系)或其化合物 助催化劑：無機(醋酸鈰、醋