高聚物合成工艺学论文
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机械振动和机械波专 业：08高分子材料与工程
学 号：************
摘要：聚碳酸酯是一种工程塑料。20世纪30年代已制得脂肪族聚碳酸酯，但只有双酚A型的芳香族聚碳酸酯最有使用价值。在1958年首先获得工业生产，60代发展成为一种新型的热塑性工程塑料。他的产量在工程塑料已跃居为第二位， 仅次于尼龙。本文主要是介绍利用光气法来生产双酚A型的聚碳酸酯。 关键词：光气法 聚碳酸酯 双酚A 通用工程塑料
一、聚碳酸酯简介
美国共同基金
足球怪史聚碳酸酯结构式：
常用缩写PC（Polycarbonate）化学名：2，2-双（4- 羟基苯基）丙烷聚碳酸酯，它是一种无味、无毒、透明的无定性热塑性材料，是分子链中含有碳酸酯链一类高分子化合物的总称。聚碳酸酯可分为脂肪族、脂环族、芳香族等几大类[1]。双酚A 型聚碳酸酯是目前产量最大、用途最广的一种聚碳酸酯，也是发展最快的工程塑料之一[2]。因为在所有聚碳酸酯中只有双酚A型聚碳酸酯最有使用价值，因此本文所述聚碳酸酯即为双酚A型聚碳酸酯。
PC（Polycarbonate）与PA（尼龙，Polyamide，聚酰胺）、POM（Polyacetal, Polyoxy Methylene,聚甲醛）、PBT（Polybutylece Terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯） 及改性PPO（Poly Phenylene Oxide，聚苯醚）一起被称为五大通用工程塑料。聚碳酸酯由于具有优异的综合性能，尤其以耐冲击强度高而被誉为塑料之“冠”，是使用范围十分广泛、性能优异、备受欢迎的主要热塑性工程塑料品种之一。聚碳酸酯是五十年代末开始发展的合
成材料。聚碳酸酯树脂的可见光透过率在90﹪以上，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变，尺寸稳定性好及耐化学腐蚀性，耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，还有自熄、易增强阻燃性等优良性能。被广泛用于电子电气、电动工具、交通运输、汽车、机械、仪表、建筑、信息存储、光学材料、医疗器械、体育用品、民用制品、保安、航空航天及国防军工等领域，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。预测我国聚碳酸酯市场的年均增长率将达到10.2%，至2010 年工程塑料需求量将接近400万t。聚碳酸酯产量年增长可能达到9%，销售量年增长将达10%[3~6]。
物理性质：
密度：1.20－1.22 g/cm
线膨胀率：3.8×10 cm/cm°C； 热变形温度：135°C。
化学性质：
聚碳酸酯耐弱酸，耐中性油；聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。
二、生产工艺
（一）聚合方法简介
现已光气法来说明双酚A型聚碳酸酯的生产工艺。直接采用光气作单体，使二羰基有机化合物（这里无指双酚A)羰基化而合成聚碳酸酯的方法叫做光气法。这种方法是在催化剂、溶剂和除酸剂存在下，使光气与双酚A进行反应来实现的： 反应过程中生成的低分子聚碳酸酯溶于有机溶剂（如卤代烷烃等），继续进行缩聚反应；副生的氯化氢被及时排除，以利于高分子量聚碳酸酯的生成。一般是加入除酸剂（例如吡啶、碱水等）即可达到此目的。
光气化法又可分为溶液缩聚法和界面缩聚法。
1.溶液缩聚法
溶液缩聚法是将光气通入双酚A的吡啶溶液中进行。此法中所用吡啶有恶臭、易燃易爆、有一定毒性、污染环境，给生产操作带来了困难，操作人员需要特殊劳动保护，而且毗睫较贵，溶剂及沉淀剂需分离回收，致使过程繁杂，经济性差。因此，该法不具备工业化条件[7]。
拓扑学 2.界面缩聚法
俄勒冈州火山爆发(1)基本概念：界面缩聚法是指在两相界面上使原料单体进行缩合聚合的方法。与一般的缩聚方法不同，它是一个不可逆的非平衡转变过程。这种反应通常是在室温下，在互不相溶的两相界面上进行，而且可以制得很高分子量的树脂产品。本法对于那些本身对热不稳定，但能合成高熔点聚合物的单体来说，更是开创了一个良好的制取高聚物的途径[8]。因此，这种方法一出现，立即引起了普遍关注。首先成功地用界面缩聚法进行工业生产的合成材料正是聚碳酸酯。目前所说的合成聚碳酸酯的光气化法，可以说都是指光气界面缩聚法。
(2)具体路线：利用界面缩聚法制备聚碳酸酯时，是在搅拌下将光气通入惰性溶剂与双酚A
的氢氧化钠水溶液中进行反应；也可以将液化光气溶于溶剂中，再滴加入双酚A氯氧化钠水溶液中进行反应，还可以加入催化剂。由于反应是在界面上进行的，所以强烈的搅拌是非常必要的，以使两相有更多的接触，加速反应的进行。其反应如下：
生成的聚碳酸酯树脂溶于有机溶剂，副产物氯化钠溶于水中。反应结束后，破乳分层除去水相；用水洗涤有机相，将树脂与溶剂分离，便得聚碳酸酯[9]。
(3)工艺流程 光气界面缩聚法合成聚碳酸酯的流程示意图如下：
(4) 操作过程和条件光：气界面缩聚法合成聚碳酸酯的工艺过程主要包括两个主要工序：一是树脂合成，界面缩聚树脂合成过程，按工艺不同又分为二步法和一步法；二是后处理，按从精胶液中离析树脂的工艺不同分为沉析法、汽析法和薄膜蒸发法等几种。
（二）原料配制
1.双酚A钠盐水溶液（水相）的配制
物料比：双酚气液混合器A：氢氧化钠=1：3.5（摩尔比）
先将氢氧化钠配制成质量分数7%的水溶液，加至双酚A钠盐配制槽中，在搅拌下将双酚A、抗氧剂NaHSO3、相对分子量调节剂苯酚等一起加入双酚A钠盐配制槽中，搅拌至全部溶解，得到透明溶液。
2.光气的二氯甲烷溶液（油相）的配制
二氯甲烷溶剂置于溶剂主管中按1kg双酚A用5L二氯甲烷的配比送入二氯甲烷冷却器，用冰盐水冷却至0℃，然后由上部进入光气、二氯甲烷混合器中。光气经转子流量计计量经过缓
冲罐进入光气、二氯甲烷混合器中与二氯甲烷混合（双酚A：光气=1：1.25），混合器的溶液温度0℃～5℃[10]。
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