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对比分析聚碳酸酯的合成工艺

1 聚碳酸酯的应用概述
聚碳酸酯是一类高分子量的化合物,常用来作为热塑性材料,因此被广泛的应用于发展经济建设的各个领域。

根据分子组成结构的不同,聚碳酸酯类化合物可以分成脂肪族、脂环族、芳香族几类。

不过目前聚碳酸酯化合物的应用受到了加工性能以及生产成本等方面因素的制约,因此目前进行工业化生产以及应用的聚碳酸酯化合物的种类只有双酚A型芳香族聚碳酸酯。

该类聚碳酸酯化合物也是目前产量最大、应用范围最广的一种化合物。

在本篇文章中所提到的聚碳酸酯都是指的双酚A 型聚碳酸酯化合物。

聚碳酸酯作为一种热塑性的工程塑料用品,具有较强的抗冲击能力,并且它的稳定性好,且具有耐热性能好、吸水率低、无毒、介电性能优良的特点,在多个行业领域,比如电子电器、交通运输、机械、仪表、光学材料、资料器械、航空航天,甚至国防军工等各个领域都被广泛应用。

且聚碳酸酯的应用量在近些年来增长十分迅速。

应用如此广泛的聚碳酸酯,其合成工艺经过了多年数次发展,当然也出现了较多的合成工艺,比如低温溶液缩聚、高温溶液缩聚、吡啶法等。

虽然聚碳酸酯的合成方法众多,但是真正进入大规模应用的合成工艺却并不多,有些生产工艺因为所需要消耗的成本较高,且生产效率低下,而被限制了应用。

目前,应用最普遍的合成方法是界面缩聚法或者熔融酯交换法。

2 聚碳酸酯的合成工艺比较分析
对于聚碳酸酯的合成工艺,根据合成过程中是否用光气做原料可以将其合成工艺分为两大类,一类是光气法即使用光气作为生产原料;另一种是非光气法,在此类生产工艺中,不会应用光气作为原料。

2.1 光气法
2.1.1 溶液光气法
该生产工艺是将光气和双酚A作为生产原料,反应过程是在碱性水溶液和二氯甲烷(或者二氯乙烷)溶液之中进行。

原料在溶液中完成缩聚反应,得到聚碳酸酯胶液,将其洗涤、沉淀、干燥,然后通过造粒工艺制成聚碳酸酯产品。

不过该工艺的显著缺点就是成本较高,并且对于环境带来的危害较大,因此不符合可持续发展战略,目前该工艺已经被淘汰。

2.1.2 界面缩聚法
根据合成工艺的不同,界面缩聚法又分为二步界面缩聚和一步界面缩聚。

1)二步界面缩聚法。

应用该方法合成聚碳酸酯所使用的原料包括双酚A钠盐和光气,该工艺在合成过程中的化学反应式见(1)。

该方法的反应过程分成两步,一不是光气化阶段,而另一步是缩聚阶段,两步工艺先后
进行。

 (1)2)一步界面缩聚法。

一步界面缩聚法是在二步界面缩聚法的基础之上演变而来的,在反应过程中,由于催化剂的加入,使得氯甲酸酯基团和双酚A钠盐的反应速度明显加快,而使得在双酚A钠盐光气化反应进行的同时,后续的缩聚反应也在进行,两个反应几乎同时进行。

通过一步界面缩聚法生产的聚碳酸酯,反应速度快,有效减少了原料的损耗。

该生产工艺成熟、且便于操控,是目前比较成熟的聚碳酸酯的合成方法。

2.1.3 酯交换法
酯交换法的生产工艺可以分成两个部分:一个是酯交换反应,一个是缩聚反应。

首先以苯酚作为原料,然后经界面光气化反应制得碳酸二苯酯,而后在催化剂的作用下,碳酸二苯酯和双酚A进行酯交换反应,得到的低聚物在第二步-缩聚反应中生成聚碳酸酯。

在酯交换法生产工艺中,酯交换阶段和缩聚阶段都是可逆平衡反应,因为为了让产物的产出率增加,要及时的从反应体系中将生成的碳酸二苯酯或者低相对分子产物移出反应体系。

在利用酯交换法生产聚碳酸酯的生产初期阶段,由于该工艺成产出的产品光学性能差、且催化剂容易造成污染问题,并且大规模的工业化生产不易实现,所以初期该工艺并没有得到广泛的应用。

从20世纪80年代开始,欧美以及日本等国家开始大量申请有关该工艺研究的专利,对酯交换法进行的改进,主要集中于反应过程
对比分析聚碳酸酯的合成工艺
董浩然
(四川君邦监测有限公司,四川 成都 610052)
摘 要:聚碳酸酯是某类高分子化合物的总称,这类化合物无味、无毒、呈透明状态,是一种无定型的热塑性材料。

关键词:聚碳酸酯;合成工艺;界面缩聚法;酯交换法
中图分类号:TQ323.41 文献标识码:B 文章编号:1004-275X(2018)05-110-02
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一个完整的分析结果中应包括测量不确定度。

它能反映出测量过程是否持续受控,测量结果是否能保持稳定一致,测量不确定度越大,表示测量能力越差。

文章依照CSM01010104-2006,JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》对电感耦合等离子体发射光谱法测定原油中钙含量进行了不确定度评定。

1 试验部分
1.1 仪器与试剂
电子天平:AE240型,量程:0-240g,线性误差±0.2mg,分度值0.1mg,瑞士Mettle公司;
电感耦合等离子体原子发射光谱仪:PEoptima Dv2000(美国铂金股份有限公司);
A级容量瓶100mL,允许差±0.1mL;
单标线吸管:5、10、20 、50mL;
硝酸:优级纯(天津化学试剂有限公司);
硫酸:优级纯(天津化学试剂有限公司);
铁单元素标准溶液:1000ug/mL(中国计量研究科学院);
实验室用水:二级水。

1.2 试样溶液的制备
称取1.0g(精确至0.001g)试样于100 mL的石英杯中,加入5 mL硫酸,放在电炉上炭化,炭化后处理后的样品杯放入温度为(550±25)℃的马弗炉内进行炭化,直至烧尽。

用10 mL硝酸(1+1)冲洗杯壁,在电路上加热至盐类全部溶解,转移至50mL容量瓶中,用稀硝酸(1+19)稀释至刻度,摇匀备用。

1.3 校准曲线的绘制
直接使用10mL的单标线吸管,直接将10mL的铁标准溶液放置在100mL的容量瓶之中,然后使用硝酸(1+19)直接定容到刻度,这样就可以获取标准的溶液。

之后分别使用铁标液5.0、10.0、15.0、20.0、25.0mL,放置在100mL的容量瓶之中,进而获取标准系列。

2 结果与讨论
2.1 数学模型
数学模型:X(Ca)
(%)=×100
其中,X(Ca)表示的试样钙的质量分数,m0表示
电感耦合等离子体发射光谱法测定原油中钙含量的不确定度评定
孙存云
(中国石油乌鲁木齐石化分公司研究院,新疆 乌鲁木齐 830000)
摘 要:文章对电感耦合等离子体发射光谱法测定原油中钙含量的不确定度产生的原因进行了分析,并对样品中钙含量的测定结果的不确定度进行了评定。

关键词:等离子体发射光谱法;原油;钙;不确定度
中图分类号:TE622.1 文献标识码:B 文章编号:1004-275X(2018)05-111-02
中催化剂的选择和配置上面。

近些年,该工艺得到了极大的改进,生产效率也不断提高。

2.2 非光气法
通过非光气酯交换法生产聚碳酸酯,同传统的酯交换法在树脂的聚合阶段是一样的,都是将双酚A和碳酸二苯酯经过酯交换法和缩聚反应生产聚碳酸酯,不同之处在于碳酸二苯酯的生产过程,传统的酯交换法是使用光气作为原料来制得碳酸二苯酯,而非光气法则使用碳酸二甲酯经过酯交换反应制成碳酸二苯酯。

应用非光气酯交换法生产过程中,不管是从原料单体一直到产品制成,整个过程都不会使用光气,因此该工艺能够保证绿色安全无污染。

该工艺不使用光气作为原料,不仅是对环境的保护,更是对操作人员身体健康的一种保护。

不过该工艺也存在一定的问题,那就是碳酸二甲酯和苯酚酯交换得到碳酸二苯酯的反应中,反应收率较低,在此方面还需要进一步的研究。

3 结语
除了以上所提到的方法之外,聚碳酸酯的生产方法还包括开环聚合法、固相缩聚法等等。

在这些生产方法中,熔融酯交换缩聚法生产工艺简便,原料简单,并且不会使用有毒的二氯甲烷溶剂,有效的减少了对环境的损害。

非光气酯交换法在合成过程中同样绿色、环保,不过该工艺成本较高,在工业化生产中并未得到广泛的应用。

在今后,聚碳酸酯的生产工艺必定会不断改善,不断提高聚碳酸酯的合成效率,且符合绿色环保无污染的可持续发展的理念。

参考文献:
[1] 李小利,李贵贤.聚碳酸酯的合成工艺对比及进展分析[J].天津
化工,2009,23(5):12-15.
[2] 朱志刚,梅付名.双酚A型聚碳酸酯合成工艺研究进展[J].湖北
化工,2002(19).
[3] 路辛.非光气法聚碳酸酯生产工艺[J].国际化工信息,2004
(3):1-3.
收稿日期:2018-03-12
作者简介:董浩然,四川君邦监测有限公司。

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