Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Разновидности инженерных пластиков. Поликарбонаты. Часть 2

Разновидности инженерных пластиков. Поликарбонаты. Часть 2
Иконка

В этой части продолжим рассказ об истории поликарбонатов. В то время как исследования с ароматическими поликарбонатами были остановлены, научная активность продолжалась в отношении ароматических кислот и алифатических диолов или полиоловых полиэфиров. Следующий шаг в эволюции поликарбонатов произошел в результате продолжительного пересмотра ароматических производных. Наиболее значимой работой было изобретение полиэтилентерефталата Уинфилдом и Диксоном в 1946 году. Основываясь на этой работе над ароматическими полиэфирами, Шнелль и Фокс независимо друг от друга приготовили линейные высокоплавкие ароматические поликарбонаты с высокой температурой плавления в 1953-1954 гг., которые были получены из мономеров 4,4'-дигидроксидифенилалкана. Эти ароматические поликарбонаты могут быть получены либо двухфазным межфазным способом (модифицированная реакция Шоттена-Бауманна), либо способом переэтерификации в расплаве (мономеры в качестве растворителя) с использованием дифенилкарбоната.

По сравнению с более ранними алифатическими поликарбонатами ароматические поликарбонаты были уникальными в том, что они могли быть превращены в прозрачные бесцветные структуры, которые обладали превосходными долговременными механическими свойствами. До этих открытий обычно считалось, что сложные полиэфиры и поликарбонаты являются либо жидкостями, либо легкоплавкими твердыми веществами, хотя между этими двумя типами материалов существуют значительные различия. Ароматические сложные полиэфиры проявляют ограниченную растворимость в обычных органических растворителях, и они имеют тенденцию кристаллизоваться, становясь прозрачными и ломкими с одновременной потерей механических свойств. Напротив, ароматические поликарбонатные смолы характеризовались хорошей растворимостью в органических растворителях и сохраняли свою аморфную внутреннюю структуру, прозрачность и долговременные механические свойства после формования. Превосходные свойства ароматических поликарбонатов, особенно тех, которые основаны на 2,2-бис (4-гидроксифенил) пропане (бисфенол А или BPA), впоследствии привели к значительным исследованиям этих материалов многими организациями и стремлению разрабатывать коммерческие продукты.

Картинка

На сегодняшний день уникальные и коммерчески ценные свойства поликарбоната BPA не были сведены на нет другими коммерчески возможными ароматическими диолами. Следовательно, коммерческая основа для производства поликарбоната с тех пор была основана на BPA-PC, хотя некоторые сополимеры с BPA-PC и другими диолами также производятся коммерчески. К 1954 году в General Electric Company и в Farbenfabriken Bayer AG признали уникальные свойства BPA-PC. Отсюда и началась гонка за коммерческим развитием. Bayer расширил производство поликарбоната на существующем химическом заводе в Уердингене, Германия, производящем коммерческую продукцию к 1958 году. Mobay Chemical Company (Нью-Мартинсвилл, Западная Виргиния, США, в настоящее время Bayer America) аналогичным образом расширила существующий завод, чтобы начать коммерческое производство в начале 1960 года. В отличие от других поставщиков, General Electric Company начала производство, построив совершенно новый завод в Верноне, штат Индиана, США, и, таким образом, не производил коммерческую продукцию до конца 1960 года. Тот факт, что в разных частях мира было несколько поставщиков, производящих поликарбонат, фактически увеличил коммерческие продажи материала.

Картинка
Иконка

Кроме того, тот факт, что две крупные химические компании вложили значительные средства в разработку и производство этого материала, способствовал укреплению доверия к нему и определил его в качестве альтернативы другим материалам. Неудивительно, что при одновременных усилиях в области исследований и коммерциализации, которые были сосредоточены на выводе поликарбонатов на основе BPA на рынок в конце 1950-х годов, компании стали задумываться о получении патентов на производство. В конечном итоге компания Bayer получила первые патенты США на поликарбонаты на основе BPA и способ межфазного производства. GE был выдан патент на технологический процесс переэтерификации расплава. К середине 1960-х годов у GE были пилотные установки, в которых использовался процесс переэтерификации на основе DPC и процесс с пиридиновым растворителем. Процесс пиридина был заменен процессом изготовления в суспензии, и последний работал в течение нескольких лет в конце 1960-х – начале 1970-х годов. В течение этого времени также проводился анализ метода межфазного взаимодействия на основе фосгенов. В конце 1970-х компания в конечном итоге переключила производство поликарбоната на межфазную технологию. Подобное пилотное исследование, проведенное Bayer, привело к тому же выводу. Следовательно, к 1970-м годам весь промышленный гомополимер поликарбоната BPA (BPA-PC) производился по технологии межфазного взаимодействия.

Интересно, что спустя много десятилетий после того, как он был впервые разработан и впоследствии отброшен, первоначальный процесс полимеризации в расплаве снова получает внимание и активизируется. Это произошло по нескольким причинам. Во-первых, были разработаны способы, которые позволяют получать очень чистый, прозрачный и экономически эффективный полимер с использованием процесса полимеризации в расплаве. В частности открытие важности предотвращения определенных критических примесей мономеров, изобретения в оборудовании для полимеризации в расплаве, конкретные катализаторы и другие технические достижения позволили получать высококачественные поликарбонаты в процессе полимеризации в расплаве. Во-вторых, процесс плавления без растворителя является привлекательным, поскольку он помогает предприятиям по производству поликарбоната снизить капитальные затраты, связанные с очисткой полимера, обработкой растворителя, а также извлечением и переработкой растворителя.

Картинка

Гомополимерные сорта поликарбоната могут быть получены либо в расплавленном, либо в межфазном процессе. Метод расплава, который является непрерывным процессом, лучше подходит для крупносерийного производства, где параметры процесса часто не изменяются. Межфазный процесс можно использовать как в периодических, так и в непрерывных установках. В периодическом межфазном производстве легче переключаться между сортами, и, следовательно, этот метод чаще используется на заводах, производящих несколько сортов, особенно поликарбонаты специального сополимера меньшего объема. В общем, для определения того, как будет производиться сорт, рассматривается ряд параметров, включая химию полимеризации, растворимость полимера, термическую стабильность полимера и экономичность. В следующей части мы более подробно опишем химические аспекты полимеризации поликарбонатов, поскольку это важно для того, чтобы понять их эксплуатационные свойства.

Картинка
Иконка
Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.
Автор

Автор: Юрий Белоусиков

Дата: 25 Май 2020 00:00

Комментариев нет

  Читайте также Физико-химические и другие свойства основных полимеров. Полипропилен. Часть 3 От полимеров к пластикам. Часть 5. Структура полимеров Свойства полимерных материалов: поливинилденфторид (PVDF или ПВДФ) Аппарат для стыковой сварки ТМ 160 – 250 – 315 TOP Особенности стоков, образующихся при производстве крахмала из прочих видов сырья. Кукурузный крахмал Вернуться назад
Пройти опрос о качестве сайта