Производство поликарбоната

В работе описан один метод технологического получения поликарбоната. Работа была защищена на отлично, уникальность составляет около 63%. ...

Введение 3
Поликарбонат. Свойства и применение. 4
Методы получения поликарбоната в промышленности. 6
Физико-химические основы получения поликарбоната методом межфазной поликонденсации. 8
Технологическая схема получения поликарбоната. 10
Заключение 12
Литературные источники. 13

Поликарбонат - это полимерный пластик, обладающий высокой прочностью и небольшим весом. Практически не осталось сфер деятельности человека, в которой не «засветился» бы поликарбонат. Он зарекомендовал себя в качестве альтернативы цветным металлам, сплавам, силикатному стеклу и многим другим материалам...

Применение.Строительная отрасль является основным потребителем поликарбоната. Огромные площади новых зданий, которые возводятся по всей стране, требуют большого количества надежного прозрачного материала для остекления. Применение поликарбоната в строительстве обусловлено его прочностью и прозрачностью.На дорогах находится масса сооружений, которые служат для безопасности дорожного движения. Как сотовые, так и монолитные панели используют для производства: остановок для общественного транспорта, защитных щитов вдоль дорог, линз для приборов подсветки дорожной обстановки и светофоров.Так же поликарбонат множественное применение в сельком хозяйстве (теплицы, парники), пищевой промышленности (небьющаяся посуда и столовые приборы), медицине (различные сосуды,зубные протезы) и т.д.Методы получения поликарбоната в промышленности.Пластик поликарбонат получают в результате многостадийного синтеза при участии нескольких ингредиентов. Поликарбонат получают в виде гранул — мелких прозрачных зерен. В таком виде материал легче хранить и транспортировать к месту переработки. В промышленности поликарбонаты получают тремя методами.Способ поликонденсации в растворе – фосгенирование бисфенолов в органическом растворителе в присутствии третичных органических оснований (пиридина), связывающих соляную кислоту — побочный продукт реакции.Отличительная особенность - влияние природы растворителя на молекулярную массу и структуру образующегося полимера. Также в данном способе применяются разбавленные растворы компонентов, и поэтому приходится пользоваться аппаратурой большого объема, регенерировать органические растворители и подвергать очистке промывные воды. Способ поликонденсации в расплаве - переэтерификация ароматических эфиров угольной кислоты бисфенолами. Позволяет осуществлять реакцию в расплаве при температуре от 150 до 300°C без токсичного фосгена. Недостаток же заключается в том, что выделяется побочный продукт, анизол, мировая потребность в котором ничтожно мала. Из-за этого его просто приходится сжигать. Кроме того, при такой методике увеличиваются расход энергии, затраты на особо чистые реагенты, не дает возможности создавать высокомолекулярный поликарбонат и значительно удорожает сырьё.Способ межфазной поликонденсации - фосгенирование бисфенолов, растворенных в водном растворе щелочи, на поверхности раздела фаз в присутствии каталитических количеств третичных аминов.Сравнение всех способов производства поликарбонатов показывает, что наиболее экономичным является способ межфазной поликонденсации. На сегодняшний день по данной методике производится свыше 80% полимера. К достоинствам методики, позволяющей получать разнообразные виды поликарбоната, в том числе высокой молекулярной массы, относится невысокая, до 25 °C, температура реакции, сравнительно небольшие затраты энергии. Основным недостатком является присутствие в реакции фосгена, обладающего высокой токсичностью. Полученный полимер нуждается в очистке от побочных продуктов и от остатков реагентов, на промывку уходит много воды. Это приводит к большому объему сточных вод. Осаждение полученной массы производится специальным реагентом – ацетоном.Физико-химические основы получения поликарбоната методом межфазной поликонденсации.Межфазная поликонденсация заключается во взаимодействии бисфенола А с фосгеном в среде водной щелочи и органического растворителя. Реакцию можно представить так:В качестве бисфенола чаще всего применятся 2,2-дифенилолпропана (ДФП). В реакции используют избыток сильной щелочи (NaOH, КОН), так как реакционная среда должна иметь рН > 10. Процесс экзотермичен, поэтому необходимо охлаждение реакционной смеси (оптимальная температура реакции 20-25 °С). При повышении температуры возрастает скорость гидролиза фосгена и бис-фенольных эфиров хлоругольной кислоты, что приводит к снижению молекулярной массы и выхода поликарбоната. Полимер, обладающий лучшим комплексом свойств, получается при использовании в качестве инертного растворителя метиленхлорида или хлороформа, в которых растворим и фосген, и образующийся поликарбонат. Так как щелочные соли ароматических диоксисоединений легко окисляются в щелочной среде, в реакционную смесь рекомендуется вводить восстановители (дитионат натрия, сульфит натрия и др.). Так же при производстве используют катализатор – триэтиламин.На основе химической схемы способа межфазной поликонденсации можно предложить следующую операционную схему производства поликарбоната: 1) Подготовка водно-щелочного раствора дифенилолпропана, смещением едкого натра, воды, дифенилолпропана и сульфата натрия.