Технології виготовлення полікарбонату

Завдяки універсальним технічним характеристикам, таким як легкість, міцність, корозійна стійкість, полікарбонати є дуже затребуваним матеріалом у різних галузях промисловості: у виробництві автомобілів, електротехнічної, електронної промисловості, у виробництві предметів побутового вжитку і т.д. Складаючи серйозну конкуренцію металу і скла, за рахунок збільшення споживання конструкційних матеріалів частка литого і стільникового поликарбонатов на світовому ринку з кожним роком завойовує все нові позиції.

стільниковий полікарбонат

Полікарбонат це матеріал, що володіє наступними властивостями: стійкий до морозів, здатний витримати короткочасний нагрів до 153 ° С, а також циклічні перепади температур від + 100С до -253 С.

Виробництво полікарбонату - складний технологічний процес, в основі якого лежить використання двухатомного фенолу і вугільної кислоти.

Полікарбонат є лінійним поліефіром цих двох складових компонентів. Залежно від природи, полікарбонати поділяються на аліфатичні, жірноароматічеськимі і ароматичні. Практичне значення має лише ароматичний полікарбонат. Полікарбонати відносяться до розряду аморфних, інженерних пластиків, а виготовлені на їх основі композиції - до спеціальних полімерів.

переваги полікарбонату

Схема структур стільникового полікарбонату

Схема структур стільникового полікарбонату.

Широкий діапазон використання литого і стільникового полікарбонату обумовлений універсальними термічними, оптичними та механічними властивостями даного матеріалу. Так, полікарбонат має високу міцність і твердість у поєднанні з досить високою стійкістю до різних ударних впливів, в тому числі і при високій або низькій температурі.

Полікарбонат - морозостійкий, оптично прозорий матеріал, здатний витримувати короткочасний нагрів до 153 С і циклічні перепади температур від + 100С до -253 С. Полікарбонат стійкий до агресивного впливу окислювачів, розчинів солей, кислот, але не має стійкість до дії лугів, органічних розчинників і концентрованих кислот.

Сучасні технології виготовлення полікарбонату

Процес створення полікарбонату базується на використанні однієї з наступних технологій: поліконденсації, переетерифікації або міжфазної поліконденсації.

Поліконденсація - це метод синтезу полімерів, що базується на реакціях заміщення мономерів і / або олігомерів, які, взаємодіючи між собою, утворюють побічні низькомолекулярні сполуки.

Переетерифікація діарілкарбонатов проводиться з ароматичними діоксісоедіненія (так званий нефосгенний спосіб). Як діоксісоедіненія виступає 2,2-біс- (4-оксифеніл) пропан (диан, бісфенол А).

У промисловому виробництві полікарбонату в даний час використовується спосіб, який базується на міжфазної поліконденсації. Відповідно до даного методу проводиться взаємодія динатриевой солі бісфенолу А з фосгеном в присутності підстав. Протікають при взаємодії процеси практично незворотні. Дана технологія використовується для виробництва 80% полікарбонату в світі.

Наша вітчизняна технологія також застосовує метод міжфазної поліконденсації фосгену з бісфенолом А. Очевидними недоліками даного методу є висока токсичність реагенту, схильність до утворення побічних продуктів і необхідність подальшого очищення утворюється полімеру від самого початку реагентів і побічних компонентів.

Схема пристрою оптичного полікарбонату

Схема пристрою оптичного полікарбонату.

Виробництво полімерів на основі новітніх технологій орієнтоване на нефосгенний метод випуску, який базується на процесах взаємодії диметилового ефіру вугільної кислоти (ДМУК) і дифенилолпропана. Подібне рішення дозволяє перевести технологічну процедуру отримання ПК з фази рідкого стану в розплав, виключити екологічно небезпечний фосген і суттєво збільшити обсяги виробництва.

Бесфосгенний метод по всіх параметрах, окрім енергетичних витрат, перевершує традиційні технології. Але поки і він не позбавлений деяких недоліків, в число яких входить побічна виділення анизола, що не має на даному етапі корисного застосування в тому обсязі, який утворюється в ході нефосгенной реакції. Світове споживання анизола в даний час складає до 7 тис. Тонн, тому надлишки матеріалу відправляються на спалювання. Ще одним істотним мінусом нефосгенной технології є неможливість отримання ряду марок полікарбонату - високомолекулярного полікарбонату і сополімерів на основі полікарбонату.

Полікарбонатний гранулят, як відомо, є основою для виробництва листів полікарбонату, в число яких входить і стільниковий полікарбонат. Цей матеріал являє собою листи пористої структури, виконані з полімеру у вигляді сот, які складаються з двох шарів, зєднаних за допомогою внутрішніх ребер жорсткості між собою. Стільниковий полікарбонат - легкий, стійкий до корозійних процесів, ударостійкий матеріал з хорошими теплоізоляційними і світлопрозорими властивостями.

На ринку, крім звичайного стільникового полікарбонату, можна зустріти і більш довговічний його аналог - полімер, покритий спеціальним захисним шаром, стійким до ультрафіолетового випромінювання. Завдяки своїм універсальним властивостям стільниковий полікарбонат дуже затребуваний в будівництві та сільському господарстві. Залежно від товщини, він виступає в якості прекрасного матеріалу для обладнання навісів, арок, дахів, вітрин, перегородок, басейнів, теплиць, балконів, автобусних зупинок, вокзалів, стадіонів і т.д., тому в число цільових споживачів матеріалу входять автостоянки, муніципалітет, рекламні та дизайнерські компанії, АЗС, підрядники, тепличні господарства та сільськогосподарські підприємства.

Виготовлення стільникового полікарбонату

Для виробництва стільникового полікарбонату використовуються полікарбонатні гранули. Виготовлення матеріалу включає в себе проходження гранулами циклу певних технологічних процесів. Виробництво стільникового полікарбонату передбачає наявність:

Схема впливу сонячних променів на полікарбонат

Схема впливу сонячних променів на полікарбонат.

  • гранул полікарбонату;
  • спеціалізованого обладнання;
  • спеціальних хімічних добавок.

Спочатку закуповується полікарбонатний гранулят. Варто враховувати, що, в залежності від кольору гранул (які можуть бути білими, кольоровими і прозорими), в кінцевому підсумку вийде матеріал певної колірної гами. Тому при покупці варто звертати увагу на колір сировини.

Після зважування, сортування, очищення від пилу для виробництва листів гранули надходять на плавлення.

У камері плавлення гранули переходять з твердого стану в рідке, до них додаються спеціальні компоненти, що сприяють поліпшенню характеристики майбутнього матеріалу. В кінцевому підсумку утвориться однорідна змішана маса.

Далі починається процес екструзії, в ході якого безформна маса перетворюється в потрібну структуру, монолітну або стільниковий. Крім основного процесу екструзії, полікарбонатна маса одночасно піддається соекструзії тонкою плівкою, що поглинає ультрафіолетове випромінювання, що сприяє збереженню чудовою міцності матеріалу.

На наступному етапі прозорий або кольоровий стільниковий полікарбонат у вигляді тонких пластин, скріплених між собою міцними ребрами жорсткості, подається на конвеєр.

Після охолодження пластини полікарбонату нарізаються на потрібні розміри, складуються і в багатошарових, захищених від проникнення вологи мішках надходять на зберігання.


» » » Технології виготовлення полікарбонату