Le polycarbonate (PC) est une chaîne moléculaire contenant un groupe carbonate, selon la structure moléculaire avec différents groupes esters, peut être divisé en aliphatique, alicyclique, aromatique, dont la valeur la plus pratique est le groupe aromatique, et le polycarbonate de type bisphénol A le plus important, le poids moléculaire moyen lourd général (Mw) dans 20-100 000.

Formule développée du PC

Le polycarbonate a une bonne résistance, ténacité, transparence, résistance à la chaleur et au froid, traitement facile, ignifuge et d'autres performances complètes, les principales applications en aval sont les appareils électroniques, les tôles et l'automobile, ces trois industries représentent environ 80% de la consommation de polycarbonate, d'autres dans les pièces de machines industrielles, les CD-ROM, l'emballage, les équipements de bureau, les soins médicaux et de santé, le cinéma, les équipements de loisirs et de protection et de nombreux autres domaines ont également atteint une large gamme d'applications, devenant l'un des cinq plastiques techniques dans la catégorie à la croissance la plus rapide.

En 2020, la capacité de production mondiale de PC était d'environ 5,88 millions de tonnes, celle de la Chine de 1,94 million de tonnes par an, soit une production d'environ 960 000 tonnes. La consommation apparente de polycarbonate en Chine a atteint 2,34 millions de tonnes en 2020, avec un déficit de près de 1,38 million de tonnes, nécessitant des importations. L'énorme demande du marché a attiré de nombreux investissements pour accroître la production. On estime que de nombreux projets de PC sont en cours de construction et proposés en Chine simultanément. La capacité de production nationale dépassera 3 millions de tonnes par an au cours des trois prochaines années, et l'industrie des PC montre une tendance accélérée au transfert vers la Chine.

Quels sont donc les processus de production des PC ? Quel est l'historique du développement des PC en Chine et à l'étranger ? Quels sont les principaux fabricants de PC en Chine ? Passons maintenant en revue brièvement ce sujet.

Trois méthodes de production principales du PC

La méthode de photogaz de polycondensation interfaciale, la méthode traditionnelle d'échange d'esters fondus et la méthode d'échange d'esters fondus sans photogaz sont les trois principaux procédés de production dans l'industrie des PC.
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1. Méthode de polycondensation interfaciale du phosgène

Il s'agit de la réaction du phosgène avec un solvant inerte et une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de bisphénol A pour produire du polycarbonate de faible poids moléculaire, puis de sa condensation en polycarbonate de haut poids moléculaire. À une époque, environ 90 % des polycarbonates industriels étaient synthétisés par cette méthode.

Les avantages de la méthode de polycondensation interfaciale du phosgène PC sont une masse moléculaire relative élevée, pouvant atteindre 1,5 à 2*105, la pureté des produits, de bonnes propriétés optiques, une meilleure résistance à l'hydrolyse et une mise en œuvre aisée. L'inconvénient est que le procédé de polymérisation nécessite l'utilisation de phosgène hautement toxique et de solvants organiques volatils et toxiques tels que le chlorure de méthylène, qui entraînent une grave pollution environnementale.

La méthode d'échange d'esters fondus, également connue sous le nom de polymérisation ontogénique, a été développée pour la première fois par Bayer, en utilisant du bisphénol A fondu et du carbonate de diphényle (diphényl carbonate, DPC), à haute température, sous vide élevé, en présence de catalyseur pour l'échange d'esters, la précondensation et la réaction de condensation.

Selon les matières premières utilisées dans le processus DPC, il peut être divisé en méthode traditionnelle d'échange d'esters fondus (également connue sous le nom de méthode de photogaz indirecte) et méthode d'échange d'esters fondus sans photogaz.

2. Méthode traditionnelle d'échange d'esters fondus

Il est divisé en 2 étapes : (1) phosgène + phénol → DPC ; (2) DPC + BPA → PC, qui est un processus indirect au phosgène.

Le processus est court, sans solvant et le coût de production est légèrement inférieur à celui de la méthode de condensation interfaciale du phosgène, mais le processus de production du DPC utilise toujours du phosgène et le produit DPC contient des traces de groupes chloroformiate, ce qui affectera la qualité du produit final du PC, ce qui limite dans une certaine mesure la promotion du processus.

3. Méthode d'échange d'esters fondus sans phosgène

Cette méthode est divisée en 2 étapes : (1) DMC + phénol → DPC ; (2) DPC + BPA → PC, qui utilise le carbonate de diméthyle DMC comme matière première et le phénol pour synthétiser le DPC.

Le phénol, sous-produit de l'échange d'esters et de la condensation, peut être recyclé pour la synthèse par procédé DPC, permettant ainsi une réutilisation des matériaux et une économie significative. Grâce à la grande pureté des matières premières, le produit ne nécessite ni séchage ni lavage, et sa qualité est excellente. Ce procédé, sans phosgène, est respectueux de l'environnement et constitue une voie de production verte.

Avec l'augmentation des exigences nationales en matière de sécurité et de protection de l'environnement des entreprises pétrochimiques et la restriction de l'utilisation du phosgène, la technologie d'échange d'esters fondus sans phosgène remplacera progressivement la méthode de polycondensation interfaciale à l'avenir comme direction du développement de la technologie de production de PC dans le monde.