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聚碳酸酯

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Carbonic acid,polyester with 4,4'-isopropylidenediphenol
Bisphenol-A-polycarbonate
carbonic acid,4-[2-(4-hydroxyphenyl)propan-2-yl]phenol
Poly(Bisphenol A carbonate)
Carbonic acid,polymer with 4,4'-(1-methylethylidene)bis(phenol)

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25037-45-0

(C15H16O2. CH2O3)x

290.311

3907400000

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性質(zhì)描述

密度 1.2
沸點(diǎn) 450.6oC at 760 mmHg
熔點(diǎn) 220-230oC
分子式 (C15H16O2. CH2O3)x
分子量 290.31100
閃點(diǎn) 167.2oC
精確質(zhì)量 290.11500
PSA 97.99000
LogP 3.64610
外觀性狀固體
蒸汽壓 6.56E-26mmHg at 25°C
折射率 n20/D 1.586

生產(chǎn)方法

聚碳酸酯的合成有2種方法，一是光氣法，二是酯交換法。

光氣法：光氣法又稱溶劑法和界面縮聚法。它是在常溫常壓下，以雙酚A鈉鹽與光氣進(jìn)行界面縮聚反應(yīng)制得的聚碳酸酯。光氣法生產(chǎn)工藝主要分以下個(gè)步驟：

光氣化。將配制好的雙酚鈉鹽加入光氣化釜，隨后加入二氯甲烷于光氣化釜中，開(kāi)動(dòng)攪拌，當(dāng)釜內(nèi)溫度降至20℃時(shí)，恒速通入光氣進(jìn)行光氣化反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)介質(zhì)的pH值為7-8時(shí)，停止通光氣，光氣化反應(yīng)即告結(jié)束。

縮聚。將光氣化物、25%堿液、催化劑、三甲基芐基氯化銨及分子量調(diào)節(jié)劑苯酚等加入反應(yīng)釜中，在攪拌情況下，于25-30℃繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)3-4h，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，應(yīng)采用冷水降溫。當(dāng)反應(yīng)終止，靜置分層除去上層堿鹽溶液，再加入5%甲酸中和至物料呈微酸性，分出上層酸水相，經(jīng)過(guò)中和后反應(yīng)溶液再進(jìn)行后處理。

后處理。后處理一方面是除去樹(shù)脂中的鹽質(zhì)，另一方面是除去樹(shù)脂中低分子物和未反應(yīng)的雙酚A。鹽質(zhì)的脫除，一般采用水洗法，即把中和后的樹(shù)脂溶液加水?dāng)嚢?，洗去?shù)脂中鹽質(zhì)，至洗滌水中不含氯離子為止。低分子物一般除采用沉淀法。即水洗后的樹(shù)脂溶液加入沉淀劑使聚碳酸酯呈粉末或粒狀析出。沉淀劑可使用醇類、酮類以及石油醚、甲苯或二甲苯。光氣法轉(zhuǎn)化效率高，一般均在90%以上，相對(duì)分子質(zhì)量可高達(dá)(15-20)×104但分子質(zhì)量過(guò)高，成型困難。因此常用分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑將分子量控制在104以下。

酯交換法：酯交換法又稱熔融縮聚法，聚合時(shí)不使用溶劑，不需要回收溶劑的設(shè)備，產(chǎn)品可直接出料造粒，但反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，并需在高真空和高溫度下進(jìn)行。由于反應(yīng)物料的粘度較高，使反應(yīng)過(guò)程中熱交換及物料的均勻混合有困難，很難制得高分子量的產(chǎn)物。酯交換法是在堿性催化劑存在下，將雙酚A與碳酸二苯酯在高溫高真空和熔融條件下進(jìn)行的。

取雙酚A:碳酸二苯酯=1:(1.05-1.1)，反應(yīng)溫度高，酯交換反應(yīng)速度快，但超過(guò)180℃雙酚A容易發(fā)生分解，因此酯交換反應(yīng)初期只能以180℃為溫度上限。

酯交換反應(yīng)的催化劑有苯甲酸鈉、醋酸鋰、醋酸鉻、醋酸鈷和氫化鉀等。其用量為雙酚A的0.0025%。

酯交換法工藝有三個(gè)步驟：

酯交換將雙酚A和碳酸二苯酯加入酯交換釜熔融后，加入催化劑，在6650Pa真空下，在175℃左右進(jìn)行酯交換為第一階段反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)體系大量苯酚蒸出后，再升溫至200-230℃，在1330-5320Pa真空下，繼續(xù)蒸出副產(chǎn)物苯酚。當(dāng)蒸出量為理論量的80%-90%時(shí)，酯交換即告結(jié)束。用氯氣將反應(yīng)物壓至縮聚釜。

縮聚反應(yīng) 將酯交換后的反應(yīng)物在攪拌和真空(133Pa)下，控制釜內(nèi)溫度為295-300℃進(jìn)行縮聚反應(yīng)，脫去苯酚和碳酸二苯酯，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)物熔融粘度升高，分子量增加，直至所需的指標(biāo)。

后處理縮聚反應(yīng)結(jié)束后，在惰性氣體中于300℃加熱2-5h，把熔融物排出用10%鹽酸溶液浸泡粒料以除去堿性催化劑的堿金屬離子，再用無(wú)離子水洗至pH值等于7，最后干燥后包裝。