روش تولید پلی کربنات

آپدیت شده در تاریخ بهمن 18ام, 1401ساعت 10:42 ق.ظ

ورق پلی کربنات یکی از پلیمرهایی است که به دلیل مقاومت ضربه خود کاربردهای بسیاری دارد. اما مشکل این ورق‌ها در این است که بسیار گران هستند. از گران بودن این ورق‌ها راه گریزی نیست چرا که مواد اولیه آنها گران تمام می‌شود. در اینجا توضیح می‌دهیم از ابتدا تا انتهای پروسه پلیمریزاسیون پلی کربنات چه اتفاقاتی روی می‌دهد و به طور کلی روش تولید ورق پلی کربنات چگونه است. اگر نمی دانید دقیقا پلی کربنات چیست پیشنهاد می کنیم این مقاله را مطالعه کنید.

قبل از اینکه سراغ روش تولید تولید پلی کربنات برویم در نظر داسته باشید که شرکت پامنار یک شرکت فعال در زمینه توزیع و فروش ورق پلی کربنات در تهران می باشد. برخی از محصولات قالب شروع ما عبارتند از ورق پلی کربنات شفاف و همچنین ورق پلی کربنات دوجداره. در صورتی که سوالی در زمینه این محصول دارید جهت مشاوره رایگان حتما با کارشناسان فروشگاه پامنار تماس بگیرید.

تاریخچه روش تولید پلی کربنات

در خصوص روش تولید ورق پلی کربنات باید گفت که نخستین ترکیب آروماتیک پلی‌کربنات در سال دهه 90 قرن 19 میلادی تهیه شد. در آن زمان هیدروکینون (C2H6O2) یا رزوسینول (C6H6O2) با گاز فسژن (CCl2O) که گازی سمی است در محیط پیریدین (C5H5N) واکنش داد تا این ترکیب درست شود. البته پلیمرهای کریستالی درست شده بسیار شکننده و استفاده از آنها دشوار بود.

در سال 1941 شرکت PPG رزینی را به اتصالات عرضی پلیمری را به بازار عرضه کرد. در این پلیمر کاتالیزوری به نام پراکسید عملیات پلیمریزاسیون دی اتیل گلیکول را آغاز می‌کرد. به این صورت که پیوند دوگانه کربن در این ترکیب شکسته و به کربن عنصر کناری خود متصل می‌شد. پلاستیک شفاف و بی‌رنگ حاصل از این عملیات اولین پلی‌کربنات تاریخ نام گرفت. و اینگونه بود که تجارت این محصول رونق گرفت، و روش تولید ورق پلی کربنات آغاز و بسیاری به دنبال خرید پلی کربنات رفتند.

سنتز پلی کربنات در روش Batch

با این همه تولید تجاری پلی‌کربنات نخستین بار در اواخر دهه 50 میلادی به‌صورت مجزا توسط دو شرکت بایر و GE برپایه عنصر بیفنول آی انجام گرفت. در این روش تولید پلی کربنات شرکت‌ها گاز فسژن با فنول ترکیب شده تا دی‌فنیل کربنات (DPC) به دست آید. محصول حاصل را با بیفنول آی واکنش داده تا پلیمر حاصل شود. از از فنول آزاد شده در این عملیات برای مصرف دوباره در پلیمریزاسیون استفاده می‌شود. یکی از مشکلات پلیمریزاسیون پلی‌کربنات با این روش سرعت پایین واکنش‌ها و نیاز به تعدادی رآکتور ناپیوسته در مقیاس‌های کوچک است.

جهت استعلام قیمت ورق پلی کربنات کلیک کنید.

مشکل دستیابی به مقدار مورد نیاز از بیفنول آی با فسژن گازی و هدایت آن به سمت پروسه پلیمریزاسیون سطحی حل می‌شود. در اینجا با حضور یک حلال بی‌اثر نمک قلیایی بیفنول آی در محلول آبی فسفاته می‌شود. این عملیات می‌تواند در یک مرحله یا دو مرحله انجام بگیرد. مثلاً با رآکتور ناپیوسته یا Batch فسفوژن انجام گیرد یا تراکم مداوم در عملیات پیوسته انجام شود.

به هر حال هر چه محدودیت‌ها محیطی شدید‌تر باشد راه را برای تبدیل غیرفسژن‌ها به پلی‌کربنات هموارتر می‌شود. مضاف بر این در فرآیندهای سطحی از محلول‌هایی کلردار شده مانند متیلن کلرید استفاده می‌کنند. این کار محدودیت‌ها را افزایش می‌دهد. همچنین از منظر اقتصادی هدردادن ماده کلرداری مانند فسژن و تبدیل آن به کلرید سدیم بهینه نیست. معمولاً برای اینکه کلر را به چرخه بازگردانند از سود سوزآور استفاده می‌کنند که البته مشکلات زیست‌محیطی خود را دارد.

روش دو مرحله‌ای ذوب

البته شرکت‌هایی هم هستند که از عناصر غیر فسژن برای پلیمریزاسیون برای روش پلی کربنات استفاده می‌کنند. شرکت شیمیایی میتسوبیشی و شرکت سابیک که قبلاً GE نام داشت و همچنین شرکت‌های بایر و آساهی/شی‌مای از این قسم هستند. شرکت‌هایی مانند ال.جی و تایجین نیز به صورت مستقل روش‌هایی را برای توسعه پلیمریزاسیون پلی‌کربنات بدون کاربست فسژن ابداع کرده‌اند. در همه این روش‌های پلیمریزاسیون بر اساس تبادل عناصر استری بین ترکیب دی فنیل کربنات و بیفنول آی است. واژه‌ای که برای این روش بیشتر به کار می‌روند متد ذوب نام دارد و شامل دو مرحله پلیمریزاسیون در غیاب محلول‌های اضافی است.

در مرحله اول بیفنول آی و مقدار زیادی دی فنیل کربنات با یکدیگر واکنش داده و فنول از ترکیب خارج می‌شود تا پلیمر شکل گیرد. پلیمریزاسیون با وزن مولکولی بالاتر زمانی اتفاق می‌افتد که عدم تناسبی میان میزان استر در محلول اتفاق بیفتد و این عدم تناسب موجب می‌شود دی فنیل کربنات شکل گرفته و تبخیر شود. با ذوب آن ما میزان قابل توجهی دی فنیل کربنات خالص داریم.

فرآیند ذوب این مزیت را دارد که محصولی خالص‌ از موادی ساخته می‌شود که ناخالصی‌هایی در آن دارد. اما این روش نیاز به ابزار و تجهیزات زیادی دارد که بتوانند دمای بالا را با میزان خلأ زیاد ایجاد کنند.

از آنجا که تولید دی فنیل کربنات به‌صورت مستقیم و بدون استفاده از فسژن سخت است، این ترکیب را به صورت غیرمستقیم از دیامتیل کربنات می‌سازند. قدم اول این است که فنول را با دیامتیل کربنات به عنوان منبع کربنات واکنشی داده فنیل متیل کربنات به دست آید. در گام بعدی روش تولید ورق پلی کربنات  فنیل متیل کربنات را با فنول ترکیب کرده تا دی فنیل کربنات حاصل شود.

موارد استفاده از پلی کربنات ها

پلی کربنات های زیادی وجود دارد که بسته به جرم مولکولی و ساختار آنها از نظر خصوصیات متفاوت هستند. با افزایش جرم مولکولی ، پلیمر سفت و سخت می شود. بعلاوه خصوصیات و ویژگی های آنها هنگام ترکیب شدن با پلیمرهای دیگر، به عنوان مثال، با ABS و پلی استرهایی مانند PET تغییر می یابد و کاملا متحول می شود.

پلیمر ها به دلیل ویزگی های بسیار خاص و جذاب آنها (مقاومت در برابر حرارت ، سختی، استحکام و شفافیت ) بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.

پلی کربنات ها به دلایل مختلفی مانند مقاومت بی نظیر، شفافیت قابل توجه و سازگاری زیستی آنها، در تولید وسایل پزشکی به یک ماده ایده آل تبدیل شده اند. آنها در دستگاه های دیالیز برای مشکلات کلیوی مورد استفاده قرار می گیرند، برای اکسیژن سازهایی که کار قلب و ریه ها را در طی عملهای جدی بر روی آنها انجام می دهند کاربرد دارند و همچنین به عنوان سرنگ و سایر وسایل دیگر از آنها استفاده می شود. یک دلیل دیگر استفاده از این محصول این است که پلی کربنات با اپوکسی اتان به راحتی با تابش یا بخار دهی استریل می شود.

بیشتر بخوانید: پلکسی گلاس

از جمله موارد استفاده از پلی کربنات ها و مخلوط های آنها عبارتند از:

پزشکی (برای محفظه دیالیز، لنزهای عینک، سرنگ و …)
الکترونیکی (به عنوان مثال پریزها ، روکش لامپ)
جعبه فیوز، خانه های کامپیوتر و تلویزیون
ساخت و ساز (به عنوان مثال ، سقف استادیوم ، تابلو ، نورگیر)
ذخیره سازی نوری (CD ، DVD ، HD-DVD)
اتومبیل (روشنایی داخلی و چراغ های جلو ، سانروف ، شیشه های جانبی ، رادیاتور ، جلو پنجره ، سپر)
بسته بندی (به عنوان مثال ، بطری های بزرگ آب)

مهمترین استفاده پلی کربنات ها در گلخانه است. پلی کربنات گلخانه یکی از استفاده های اصلی این محصول است.

از جمله شرکت های تولید کننده پلی کربنات نیز می توان به شرکت پلیمر طلایی یزد و همچنین آیدا پلاستیک اشاره کرد.

تولید سالانه پلی کربنات در جهان

بیشتر بخوانید: پایه تشریفاتی