Đề tài sản xuất polycacbonat

ĐỀ TÀI: “SẢN XUẤT POLYCARBONATE” o…………………………………………………………………… 26 Lời mở đầu Polycarbonate được phát hiện lần đầu tiên bởi Tiến sĩ Hermann Schnellvào năm 1953 tại Bayer Munich, Đức. Nó lần đầu tiên được giới thiệu ra thị trường vào năm 1958 bởi Bayer Mobay, và General Electric. Sau một thời gian dài nghiên cứu và phát triển, với các đặc tính ưu việt mà nhựa thường không có được như: 1 + Độ truyền sáng cao, (tối đa: 90%) + Cách nhiệt tốt (tối đa: Ug ~ 1 W/m 2 . o C) + Độ bền va đập cao, hơn 200 lần so Kính xây dựng thông thường …. Polycarbonate đang dần thay thế các loại nhựa thông thường PE, PP, PS trong các ứng dụng cho đời sống hàng ngày cũng như trong công nghiệp. Tiểu luận này nhóm chúng em xin trình bày đề tài: “Sản xuất Polycarbonate” Phần I/ Giới thiệu chung về Polycarbonates I.1/ Giới thiệu Polycarbonates (PC) được biết đến với tên thương mại như Lexan,Makrolon, Makroclear và một số tên khác là một polyme nhiệt dẻo. Polycarbonate là một trọng lượng nhẹ, rất linh hoạt, bền, chịu nhiệt, chống vỡ, và formable nhiệt dẻo trong suốt. Nó là vật liệu được lựa chọn cho một loạt các ứng dụng người dùng cuối đa dạng như DVD, kính và ống kính quang học, đèn pha xe hơi và các bộ phận, mái nhà trong suốt trong xây dựng, hoặc các thiết bị y tế. Ưu điểm chính của 2 loại này trên các loại nhựa là sức mạnh tuyệt vời của nó kết hợp với trọng lượng nhẹ. Trong khi acrylic mạnh hơn kính 17%, polycarbonate gần như không thể phá vỡ. Cửa sổ chống đạn và vỏ như đã thấy trong các ngân hàng hoặc ổ đĩa thuận thường được làm bằng nhựa này. Thêm vào đó là lợi thế mà nó chỉ là 1/3 trọng lượng của acrylic, hoặc 1/6 nặng như thủy tinh, và nhược điểm duy nhất là nó đắt hơn một trong hai. I.2/ Lịch sử phát triển Polycarbonate có nguồn gốc từ BPA được phát hiện tại Bayer bởi Tiến sĩ Hermann Schnellvào năm 1953 và ngay tại General Electriccủa Daniel Fox . Nó lần đầu tiên được giới thiệu ra thị trường vào năm 1958 bởi Bayer Mobay, và General Electric. Nghiên cứu về nhựa polycarbonate có tăng đều trong hai thập kỷ qua , với hơn 5000 ấn phẩm về chủ đề này từ năm 1995, và gần 20.000 bằng sáng chế đã xuất hiện trên toàn cầu. Bayer AG , là người đầu tiên báo cáo các tính chất của một loạt nhựa polycarbonate, đã có bằng sáng chế phát hành. Sản xuất thương mại polycarbonate của Bayer AG bắt đầu ở Đức vào năm 1958, và ở Hoa Kỳ vào năm 1960. General Electric (GE) bắt đầu sản xuất thương mại của Mỹ trong năm 1960. Sau khi một thời gian kiện tụng, bằng sáng chế Mỹ đã cấp cho Bayer AG , đã tuyên bố một quá trình chuẩn bị bềnhựa polycarbonate và có nhiều tuyên bố khác nhau polycarbonat. GE bằng sáng chế cơ bản tuyên bố quá trình ester và các sản phẩm polycarbonate để hình thành. Kể từ đó nghiên cứu sâu rộng đã được thực hiện trên nhựa polycarbonate. Hiện nay Hơn một chục nhà sản xuất Polycacbonate tồn tại trên toàn thế giới 3 I.3/ Tính chất của polycarbonate I.3.1/Côngthứccấutạo I.3.2/ Các đặc tính của nhựa polycarbonates Polycarbonate (PC) là một axit polycarbonic tuyến tính chuẩn bị ester từ phenol dihydric. Polycarbonate sở hữu cực kỳ tốt sự ổn định chiều với một sức mạnh tác động cao được duy trì trong một phạm vi nhiệt độ rộng. Điều này làm cho máy tính lý tưởng để sản xuất các lá chắn an toàn phòng thí nghiệm , hút ẩm chân không và ống ly tâm . Không thể phá vỡ chân không hút ẩm giữ một chân không 740 mm thủy ngân (29 ") trong 24 giờ Polycarbonate có thể được hấp (tối đa nhiệt độ làm việc liên tục 130 ° C, và 140 ° C trong thời gian ngắn), nhưng một số mất mát về sức mạnh cơ khí xảy ra trên nồi hấp lặp đi lặp lại và các thiết bị không nên sau đó được sử dụng cho các ứng dụng chân không. Các mối liên hệ cacbonat trong chuỗi làm chủ đề tài liệu để phản ứng với một loạt các 4 axit tập trung và các căn cứ và nó hòa tan trong dung môi hữu cơ khác nhau. Cửa hàng chế tạo nhựa Dynalab Corp fabricates hàng ngàn cửa hàng và máy tính tùy chỉnh sản phẩm. Lá chắn an toàn máy tính chế tạo từ 1/4 "dày sẽ chịu được nhiệt độ lên đến 130 ° C và lá chắn chống lại tia cực tím. a. Tính chất vật lý - Khối lượng riêng: 1,20 – 1,22 g/cm 3 - Chỉ số Abbe (V): 34,0 - Chỉ số khúc xạ (n): 1,584 – 1,586 - Tính dễ cháy: V0 – V2 - Chỉ số oxy giới hạn: 25 – 27% - Khả năng hấp thụ nước trong 24h: 0,1% - Giảm bức xạ: tốt - Giảm tia cực tím (1-380 nm): tốt 5 b. Tính chất cơ học - Modun đàn hồi (E): 2,0-2,4 Gpa - Độ bền kéo: 55-75 Mpa - Cường độ nén: >80 Mpa - Khả năng kéo dài: 80-150% - Tỉ số Poisson: 0,37 - Độ cứng – Rockwell: M70 - Tốc độ truyền âm: 2270 m/s - Chịu mài mòn: 10-15 mg/1000 chu kỳ - Hệ số ma sát: 0,31 c. Tính chất khác - Nhiệt độ nóng chảy (Tm): 155 o C (311 o F) - Nhiệt độ thủy tinh chuyển tiếp: 147 o C (297 o F) - Giới hạn làm việc trên: 115 o C – 130 o C - Giới hạn làm việc dưới: -40 o C - Nhiệt dung riêng: 1,2-1,3 kJ/kg - Cường độ điện môi: 15-67 kV/mm d. Khả năng chịu hóa học - Axit đặc: kém - Axit loãng: tốt - Rượu: tốt 6 - Hydrocacbon thơm: kém - Halogen: kém - Hợp chất hydrocacbon và halogen: trung bình - Giá thương mại: 2,6 - 2,8 €/kg I.4/ Ứng dụng a/ Linh kiện điện tử Polycarbonate được sử dụng chủ yếu cho các ứng dụng điện tử mà tận dụng các tính năng an toàn của mình. Là một chất cách điện điện tốt và có đặc tính chống cháy chịu nhiệt và nó được sử dụng trong các sản phẩm khác nhau liên quan đến phần cứng điện và viễn thông. Nó cũng có thể phục vụ như là một điện môi cao-ổn định tụ .Tuy nhiên, sản xuất thương mại của tụ polycarbonate chủ yếu dừng lại sau khi nhà sản xuất duy nhất Bayer AG ngừng sản xuất bộ tụ cấp polycarbonate vào cuối năm 2000. b/ Vật liệu xây dựng. Người tiêu dùng lớn thứ hai của polycarbonat là ngành công nghiệp xây dựng, ví dụ như cho domelights, kính phẳng hoặc cong, và bức tường âm thanh . c/ Lưu trữ dữ liệu Một ứng dụng chính của polycarbonate là việc sản xuất đĩa Compact , DVD , và đĩa Blu- ray . Các đĩa này được sản xuất bởi ép phun polycarbonate vào một hốc khuôn có một bên một stamper kim loại có chứa một hình ảnh tiêu cực của các dữ liệu đĩa, trong khi phía bên nấm mốc khác là một mặt gương. Sản phẩm tiêu biểu của sản xuất tấm / phim bao gồm các ứng dụng trong quảng cáo (bảng hiệu, hiển thị, bảo vệ poster). d/ Ô tô, máy bay, và các thành phần bảo mật Trong ngành công nghiệp ô tô, polycarbonate đúc có thể sản xuất các bề mặt rất trơn tru mà làm cho nó rất phù hợp cho Sputter lắng đọng hoặc bay hơi lắng đọng nhôm mà không cần cơ sở-lông. Bezels trang trí và phản xạ quang học thường được làm bằng 7 polycarbonate. Do trọng lượng thấp và chịu va đập cao, polycarbonate là vật liệu chủ đạo để làm ống kính đèn pha ô tô. Tuy nhiên, do sức đề kháng đầu thấp và nhạy cảm với suy thoái cực tím (ố vàng), đèn pha ô tô yêu cầu chất phủ bề mặt bên ngoài. Việc sử dụng polycarbonate trong các ứng dụng ô tô được giới hạn trong các ứng dụng căng thẳng thấp. Căng thẳng từ ốc vít, hàn nhựa và khuôn làm polycarbonate dễ bị ăn mòn ứng suất nứt khi nó tiếp xúc với accelerants nhất định như nước muối và plastisol . Nó có thể được ép để làm đạn "thủy tinh" , mặc dù "đạn chống" là chính xác hơn cho các cửa sổ mỏng hơn, như được sử dụng trong cửa sổ đạn kháng trong xe ô tô. Những rào cản dày của nhựa trong suốt được sử dụng trong các cửa sổ và các rào cản trong các ngân hàng rút tiền cũng là polycarbonate. Cái gọi là "chống trộm" bao bì nhựa lớn cho các hạng mục nhỏ hơn, trong đó không thể mở được bằng tay, được thống nhất làm từ polycarbonate.Tán buồng lái của F-22 Raptor máy bay chiến đấu được làm từ một mảnh chất lượng quang học cao polycarbonate, và là phần lớn nhất của loại hình của nó được hình thành trên thế giới. Các công ty an ninh Nam Phi đã phát động "minh bạch thanh tên trộm 'dưới nhiều tên tuổi bán lẻ, được làm từ polycarbonate e. Ứng dụng thích hợp Polycarbonate, là một vật liệu linh hoạt với các đặc tính vật lý chế biến và hấp dẫn, đã thu hút được vô số ứng dụng nhỏ hơn. Việc sử dụng tiêm đúc chai uống, kính và hộp đựng thức ăn là phổ biến, nhưng việc sử dụng BPA trong sản xuất polycarbonate đã khuấy động tranh cãi nghiêm trọng (xem các mối nguy hiểm tiềm năng trong các ứng dụng tiếp xúc thực phẩm ), dẫn đến sự phát triển và sử dụng "BPA-free" nhựa trong các công thức khác nhau. Polycarbonate thường được sử dụng trong bảo vệ mắt, cũng như trong các ứng dụng xem và ánh sáng đạn chống khác mà thông thường sẽ cho thấy việc sử dụng kính , nhưng yêu cầu tác động kháng cao hơn nhiều. Ống kính polycarbonate cũng bảo vệ mắt khỏi tia cực tím ánh sáng. Nhiều loại ống kính được sản xuất từ polycarbonate, bao gồm cả ống kính 8 ô tô đèn pha, ống kính chiếu sáng, kính mát / kính ống kính , kính bơi và mặt nạ SCUBA, và kính an toàn / kính / kính che mặt bao gồm kính che mặt trong thể thao mũ bảo hiểm / mặt nạ và cảnh sát chống bạo động bánh răng . Kính chắn gió trong xe có động cơ nhỏ thường được làm từ polycarbonate, chẳng hạn như xe máy, ATV, xe golf, và máy bay nhỏ và máy bay trực thăng. Trọng lượng ánh sáng polycarbonate như trái ngược với thủy tinh đã dẫn đến sự phát triển của màn hình hiển thị điện tử để thay thế kính polycarbonate, để sử dụng trong các thiết bị di động và cầm tay. Hiển thị như vậy bao gồm mới hơn e-ink và một số màn hình LCD, mặc dù màn hình CRT, màn hình plasma và công nghệ LCD khác thường vẫn yêu cầu thủy tinh cho nhiệt độ nóng chảy cao hơn và khả năng của nó sẽ được khắc trong chi tiết tốt hơn. Khi ngày càng nhiều chính phủ đang hạn chế việc sử dụng kính trong quán rượu và câu lạc bộ do sự gia tăng của glassings , kính polycarbonate đang trở nên phổ biến để phục vụ rượu vì sức mạnh của họ, độ bền, và cảm giác giống như thủy tinh. Các mục linh tinh khác bao gồm bền, hành lý gọn nhẹ, MP3/digital trường hợp máy nghe nhạc , ocarinas , trường hợp máy tính, khiên chống bạo động , bảng chỉ dẫn, container tealight nến và bình máy xay sinh tố. Nhiều đồ chơi và các mặt hàng sở thích được làm từ các bộ phận polycarbonate, ví dụ như vây cá, con quay hồi chuyển gắn kết, và flybar khóa để sử dụng với máy bay trực thăng điều khiển vô tuyến . Để sử dụng trong các ứng dụng tiếp xúc với thời tiết hoặc tia cực tím bức xạ, xử lý bề mặt đặc biệt là cần thiết. Này, hoặc có thể là một lớp phủ (ví dụ như tăng khả năng kháng mài mòn), hoặc một coextrusion tăng cường sức đề kháng thời tiết. Polycarbonate cũng được sử dụng như một chất nền in ấn nhãn và các hình thức khác của lớp công nghiệp theo sản phẩm in. Polycarbonate cung cấp một rào cản để mặc, các yếu tố, và mờ dần. 9 f. Ứng dụng y tế Nhiều lớp polycarbonate được sử dụng trong các ứng dụng y tế và thực hiện theo cả hai tiêu chuẩn ISO 10.993-1 và các tiêu chuẩn USP Lớp VI (đôi khi được gọi là PC-ISO). Lớp VI là nghiêm ngặt nhất trong sáu xếp hạng USP. Các lớp có thể được tiệt trùng bằng hơi nước ở 120 ° C, bức xạ gamma , hoặc do ethylene oxide (EtO) phương pháp. Tuy nhiên, nghiên cứu khoa học chỉ ra vấn đề có thể với biocompatibility . Dow Chemical hạn chế nghiêm ngặt tất cả các sản phẩm nhựa của nó có liên quan đến các ứng dụng y tế với. g. Điện thoại Một số nhà sản xuất điện thoại thông minh lớn sử dụng polycarbonate. Nokia đã sử dụng polycarbonate trong điện thoại của họ bắt đầu với N9 trường hợp unibody 's vào năm 2011. Thực hành này tiếp tục với các điện thoại khác nhau trong Lumia loạt. Samsung đã bắt đầu sử dụng polycarbonate với Galaxy S III nắp pin 's vào năm 2012. Thực hành này tiếp tục với các điện thoại khác nhau trong Galaxy loạt. Apple đã bắt đầu sử dụng polycarbonate với iPhone 5c trường hợp unibody 's vào năm 2013 I.5/ Tình hình sản xuất và tiêu thụ I.5.1/ Sản xuất và tiêu dùng polycarbonate ở châu Âu. Đức là nhà sản xuất chính của polycarbonate ở châu Âu: khoảng 40% tổng sản lượng châu Âu được sản xuất ở đây, tạo ra khoảng 900 Euro mio giá trị gia tăng. Một thặng dư thương mại khoảng 560 mio Euro được tạo ra bởi lưới xuất khẩu polycarbonate. Do chức năng của nó như là một phép công nghệ, gần như 120.000 việc làm ở Đức có liên quan đến sản xuất và tiêu thụ polycarbonate. Tiêu thụ quốc gia Đức polycarbonate lớn liên tục hơn 4% mỗi năm trong những năm qua và đạt khoảng 22% tổng lượng tiêu thụ của EU trong năm 2010. 90% tiêu thụ của Đức polycarbonate tập trung trong năm lĩnh vực kinh tế trọng điểm: trong truyền thông quang học, Xây dựng Xây dựng, Điện & Điện tử, ô tô và Lĩnh vực thiết bị y tế.Người ta ước 10 [...]... công nghệ sản xuất III.1 Công nghệ Hiroyuki US 4122112 III.1.1/ Đặc điểm công nghệ - Sản xuất oligomer PC bằng phản ứng giữa hợp chất hydroxyl với photgen 14 - Thời gian phản ứng ngắn hơn so với công nghệ chỉ sử dụng 1 thiết bị phản ứng - dang thùng cánh khuấy do có thêm thiết bị phản ứng dạng ống Hợp chất hydroxyl : - Dung dịch bazo thường dùng NaOH hay KOH với nồng độ 5-10% Quá trình sản xuất gồm... polycarbonate Công Nghệ Đức Tiêu thụ polycarbonat ở Đức năm 2010 -Xây dựng và Xây dựng 22% -Truyền thông quang 29% -Điện / Điện tử 21% -Ô tô 10% -Thiết bị y khoa 8% -Khác 10% I.5.2/ Sản xuất polycacbonate ở Châu Á Sản xuất polycarbonate của Trung Quốc được dự báo sẽ tăng 10-15 phần trăm mỗi năm trong vài năm tới và đạt 1,2 triệu tấn vào năm 2015, trong khi nhu cầu sẽ đạt 2 triệu tấn vào năm 2015, theo... biết Trung Quốc hiện đang tiêu thụ 1,3 triệu tấn polycarbonate mỗi năm, chiếm khoảng 30 phần trăm của mức tiêu thụ toàn cầu Tuy nhiên, thị phần của Trung Quốc trong sản xuất polycarbonate toàn cầu là thấp hơn rất nhiều Đến năm 2015, tỷ lệ sản xuất để tiêu thụ sẽ đạt 50-60 phần trăm, báo cáo cho biết Phần II: Nguyên liệu cho quá trình II.1/ Bisphenol A II.1.1/ Giới thiệu - Bisphenol A (BPA) tên gọi khác... công nghệ sản xuất PC 22 IV: Kết luận 23 - Sự phát hiện và đưa PC vào cuộc sống của con người đóng một vai trò quan - trọng trong công nghệ và sự phát triển không ngừng của xã hội PC được úng dụng rất nhiều trong các nghành nghề quan trọng như y tế, xây dựng, công nghệ thông tin, điện tử… nên 2 thập niên gần đây PC được - quan tâm và phát triển rất mạnh mẽ Các nhà khoa học và các nhà sản xuất đang... quy mô sản xuất để cung cấp đủ lượng PC cho nhu cầu sử dụng của con người Tài liệu tham khảo 24 1 2 http://en.wikipedia.org/wiki/Polycarbonate United States Patent US41122112, US8445624 B2, US 6380345B1, 3 4 US6620906B1 http://wwwcourses.sens.buffalo.edu/ce435/PC_CB.pdf http://guichon-ventile.de/faqs/polykarbonat-pc-herstellungsprozess-von- 5 6 polykarbonat-pc/ Tham khảo tiểu luận k54 Các trang tài liệu... phenol Tương ứng với đó, các thiết bị giảm áp 82a, 82b, 82c, 82d, 82e của các thiết bị phản ứng phản ứng 6a, 6b, 6c, 6d và 9a Sản phẩm cuối cùng có độ nhớt 0,56, hàm lượng axit formic dưới 2 ppm được lấy ra từ đáy thiết bị phản ứng số 9a III.3/ Công nghệ Thomas Elsner - Sản xuất polycarbonate dạng hạt có độ tinh khiết cao và siêu tinh khiết Sơ đồ công nghệ Thuyết minh: dòng dung dịch polyme được làm... tuần hoàn sản phẩm : 1500 l/h Quá trình polymer hóa diễn ra trong 30 phút 16 Chú thích : 1 : Dihydroxyl 2 : NaOH 3 : Photgen 4 : Dung môi hữu cơ 5 : Thiết bị phản ứng dạng ống 6 : Thiết bị phản ứng dạng thùng 7 : Sản phẩm 8 : Cánh khuấy 9 : Vỏ trao đổi nhiệt 10 : Cửa nước vào 11 : Cửa hơi ra 12 : Bơm tuần hoàn 13 : Thiết bị làm mát 14, 15 : Đường nước làm mát ra, vào 16, 17 : Đường tháo sản phẩm 17... đoạn 1 của quá trình phản ứng sản phẩm 7 của quá trình này được đưa vào thiết bị phản ứng dạng thùng cánh khuấy 6 có hỗ trợ vỏ trao đổi nhiệt bên ngoài nhằm duy trì mức nhiệt ổn định cho thiết bị phản ứng 6 Sản phẩm của giai đoạn 2 được bơm tuần hoàn 12 tuần hoàn hỗn hợp phản ứng sau khi qua thiết bị làm lạnh 13 Để kiểm soát mức chất lỏng trong thiết bị phản ứng và lấy sản phẩm III.2 Công nghệ Michiaki... chất lỏng trong thiết bị phản ứng và lấy sản phẩm III.2 Công nghệ Michiaki Fuji III.2.1/ Đặc điểm công nghệ - Công nghệ này có thể tạo ra sản phẩm có sức bền cơ học cao, có khả năng chịu - nhiệt, chỉ số khúc xạ thấp, giảm khả năng khúc xạ kép, độ truyền quang cao Sản phẩm PC được bổ sung 1 hay nhiều hợp chất hydroxyl, đây là các hợp chất có - ít nhất 1 nhóm – CH2O- trong phân tử Nguyên liệu : Dyphenyl... dihydroxyl ( hợp chất này đồng trùng hợp nhằm tăng cường độ cứng, khả năng chịu nhiệt cho - sản phẩm PC ) Quá trình xảy ra trong hai giai đoạn: Giai đoạn 1 : Hỗn hợp hợp chất dihydroxyl và dyphenyl cacbonat được cho vào thiết bị phản ứng Quá trình đa trùng ngưng được kiểm soát trong khoảng nhiệt độ từ 150-2700C, sản phẩm PC giảm độ nhớt từ 0,03-0,4 dL/g Giai đoạn 2 : Qúa trình đa trùng ngưng tiếp tục . Tình hình sản xuất và tiêu thụ I.5.1/ Sản xuất và tiêu dùng polycarbonate ở châu Âu. Đức là nhà sản xuất chính của polycarbonate ở châu Âu: khoảng 40% tổng sản lượng châu Âu được sản xuất ở đây,. quang 29% -Điện / Điện tử 21% -Ô tô 10% -Thiết bị y khoa 8% -Khác 10% I.5.2/ Sản xuất polycacbonate ở Châu Á Sản xuất polycarbonate của Trung Quốc được dự báo sẽ tăng 10-15 phần trăm mỗi năm. bằng sáng chế phát hành. Sản xuất thương mại polycarbonate của Bayer AG bắt đầu ở Đức vào năm 1958, và ở Hoa Kỳ vào năm 1960. General Electric (GE) bắt đầu sản xuất thương mại của Mỹ trong