摘要：聚碳酸酯（簡稱PC）是一種熱塑性工程塑料，綜合性能優(yōu)良、用途廣泛。它具有透光性好、吸水性低、強(qiáng)度高、延展性好的特點，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、建筑材料、醫(yī)療機(jī)械和汽車制造等領(lǐng)域。本文將重點分析聚碳酸酯（PC）的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)能情況及應(yīng)用領(lǐng)域。

聚碳酸酯的生產(chǎn)起源于1956年，先后在德國、日本和美國實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。直至20世紀(jì)80年代，全球聚碳酸酯的生產(chǎn)能力進(jìn)入快速發(fā)展期，到21世紀(jì)初期，全球聚碳酸酯的年生產(chǎn)能力已突破百萬噸。近年來，聚碳酸酯已成為生產(chǎn)能力增長最快的工程塑料之一。

聚碳酸酯（PC）的生產(chǎn)工藝流程

目前，聚碳酸酯（PC）的工業(yè)生產(chǎn)方法主要是界面縮聚光氣化，熔融酯交換縮聚和非光氣熔融酯交換縮聚。

界面縮聚光氣化法以雙酚A和光氣為原料，二氯甲烷為溶劑，苯酚為分子量調(diào)節(jié)劑，在氫氧化鈉存在下縮聚得到PC。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)如下：

界面縮聚光氣化工藝相對成熟，所生產(chǎn)的產(chǎn)品相對純凈，易加工，分子量高等，長期以來一直是聚碳酸酯工業(yè)生產(chǎn)的主要方法。然而，由于在其生產(chǎn)中使用高毒性光氣，近年來開發(fā)不使用光氣生產(chǎn)聚碳酸酯的方法是新的研究熱點。

熔融酯交換縮聚法是酯交換法的一種，其工藝屬于間接光氣法。在該方法中，苯酚通過光氣反應(yīng)形成碳酸二苯酯。在催化劑的作用下，雙酚A和碳酸二苯酯在高溫真空下進(jìn)行酯交換，形成低聚物，然后縮聚以獲得PC。主要化學(xué)方程式為：

酯交換法是最早的聚碳酸酯工業(yè)生產(chǎn)方法，其成本低于界面縮聚法。在熔融酯交換縮聚反應(yīng)中，使用熔融聚合法，即在聚合時不使用溶劑，當(dāng)粉末中間體處于熔融狀態(tài)時，它反應(yīng)形成球狀體，方法較為簡單，可靠性強(qiáng)。

非光氣熔融酯交換縮聚法是使用甲醇、O₂和CO為原料，生成產(chǎn)碳酸二甲酯，再與乙酸苯酯反應(yīng)獲取碳酸二苯酯，然后，將其與雙酚A在熔融狀態(tài)下進(jìn)行酯交換，通過縮聚得到PC。非光氣熔融酯交換縮聚法沒有副產(chǎn)物，污染小。

全球聚碳酸酯市場產(chǎn)能分布情況

2017年，全球PC產(chǎn)能約為550萬噸，其中Covestro(科思創(chuàng))年生產(chǎn)能力161萬噸，約占全球總產(chǎn)能的29%；SABIC（沙伯基礎(chǔ)）年生產(chǎn)能力為148萬噸，約占全球總產(chǎn)能的27%；日本三菱年生產(chǎn)能力56萬噸，約占全球總產(chǎn)能的10%；日本帝人年生產(chǎn)能力為33萬噸，約占全球總產(chǎn)能的6%；盛禧奧年生產(chǎn)能力為29萬噸，約占全球總產(chǎn)能的5%。

圖1 聚碳酸酯全球產(chǎn)能分布

（數(shù)據(jù)來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)）

截至2018年3月，中國的聚碳酸酯總產(chǎn)能為92.5萬噸。主要生產(chǎn)廠家有科思創(chuàng)（上海）聚合物有限公司、帝人聚碳酸酯有限公司（嘉興）和浙鐵大豐化工有限公司。年生產(chǎn)能力分別為40萬噸、15萬噸及10萬噸。

圖2 我國聚碳酸酯產(chǎn)能分布

（數(shù)據(jù)來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)）

聚碳酸酯的應(yīng)用領(lǐng)域

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國對PC的需求不斷增加，逐漸成為全球最大的聚碳酸酯消費國。其中需求量主要來自于電子產(chǎn)業(yè)與薄膜片材行業(yè)。

圖3 聚碳酸酯應(yīng)用領(lǐng)域

（數(shù)據(jù)來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)）

作為透明性良好的熱塑性工程塑料，在各領(lǐng)域的實際應(yīng)用如下。

表1 聚碳酸酯的主要用途

（數(shù)據(jù)來源：中國知網(wǎng)）

結(jié)語

經(jīng)過多年的生產(chǎn)研發(fā)，聚碳酸酯已成為應(yīng)用最廣的工程塑料之一。聚碳酸酯具有高透光性、低吸水性及較強(qiáng)延展性等優(yōu)點，目前已經(jīng)大量應(yīng)用在電子電器、汽車制造、家庭用品等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的進(jìn)步，聚碳酸酯將得到更廣泛的應(yīng)用，并將成為人類生活中不可或缺的一部分。