Materias primas plásticas de PC
Policarbonato
Policarbonato (policarbonato)
La abreviatura PC es un material termoplástico amorfo incoloro y transparente. Su nombre proviene de los grupos de CO3 que contiene.
Propiedades químicas
El policarbonato es resistente a ácidos y aceites.
El policarbonato no es resistente a los rayos UV ni a los álcalis fuertes.
Propiedades físicas
El policarbonato es incoloro y transparente, resistente al calor, a los impactos, retardante de llama y tiene buenas propiedades mecánicas a temperaturas de funcionamiento normales. En comparación con el polimetacrilato de metilo, el policarbonato tiene buena resistencia al impacto, mayor índice de refracción, buenas propiedades de procesamiento y tiene propiedades retardantes de llama de nivel UL94 V-0 sin aditivos. Sin embargo, el precio del polimetacrilato de metilo es más bajo que el del policarbonato y se pueden producir dispositivos de gran tamaño mediante polimerización en masa. A medida que la escala de producción de policarbonato continúa expandiéndose, la diferencia de precio entre el policarbonato y el polimetilmetacrilato se está reduciendo.
El policarbonato tiene poca resistencia al desgaste. Algunos equipos de policarbonato destinados al desgaste requieren tratamientos superficiales especiales.
Historia
Producción y Aplicación
El policarbonato es un material común en la vida diaria. Debido a su transparencia incolora y excelente resistencia al impacto, las aplicaciones diarias comunes incluyen discos ópticos, oculares, botellas de agua, vidrios antibalas, gafas protectoras, vidrios antibalas para bancos, faros, etc. , jaulas para animales, jaulas para mascotas.
El policarbonato también se utiliza para fabricar cascos y visores para los astronautas lunares. Las carcasas del reproductor de música iPod y de los portátiles iBook de Apple también están fabricadas de policarbonato.
Impacto ambiental
Contacto con alimentos
Los fabricantes y compradores de productos de almacenamiento de alimentos prefieren el policarbonato debido a su claridad y dureza. En comparación con el vidrio de cuarzo, el policarbonato es liviano y quebradizo. El policarbonato se utiliza principalmente en botellas de agua de plástico desechables y botellas de agua de plástico reutilizables.
Más de 100 estudios han examinado la respuesta ecológica a los lixiviados de bisfenol A procedentes de fibras de policarbonato. Howdeshell et al. descubrieron que un disruptor endocrino, el bisfenol (C15H16O2) (fenolmetano), parecía filtrarse al agua de las jaulas de animales de policarbonato a temperatura ambiente y podría ser responsable del aumento de los órganos reproductivos femeninos. El artículo de agosto de 2005 de vom Saal y Hughes sobre el análisis de los efectos de los lixiviados de bisfenol-a en dosis bajas parecía encontrar indicios de una relación entre el apoyo financiero y las conclusiones: los estudios financiados por la industria parecían no encontrar ningún impacto significativo en el gobierno; La investigación financiada a menudo tiene un impacto significativo.
Fácil de reaccionar con otras sustancias.
No se deben utilizar detergentes alcalinos como el óxido de sodio en las fibras de policarbonato, de lo contrario provocarán la fuga de bisfenol A (C15H16O2), un conocido disruptor endocrino (que afecta al sistema reproductivo).
El policarbonato PC también es un material utilizado para las carcasas de portátiles. Su materia prima es el petróleo, que es procesado por una fábrica de virutas de poliéster en partículas de virutas de poliéster y luego procesado por una fábrica de plásticos para obtener productos terminados. Desde un punto de vista práctico, su rendimiento de disipación de calor es mejor que el del plástico ABS y la disipación de calor es relativamente uniforme. Su mayor desventaja es que es frágil y se romperá si se cae.
Estado de fabricación
El policarbonato (PC) es el único producto transparente entre los cinco principales plásticos de ingeniería, y su capacidad de producción en el país y en el extranjero está creciendo rápidamente. La capacidad de producción mundial fue de aproximadamente 654,38+850.000 toneladas en 2000, 2,2 millones de toneladas en 2006, 2,65 millones de toneladas en 2002 y 2,75 millones de toneladas en 2003. Se espera que aumente a 2,9 millones de toneladas en 2004 y 2005.
La capacidad de producción de PC de China ha sido relativamente pequeña durante muchos años. Sólo tres empresas mantienen la producción, con una capacidad de producción de menos de 5.000 toneladas por año y una producción anual de alrededor de 2.000 toneladas. Con el rápido crecimiento de la demanda de PC en China, ha habido un aumento en las empresas conjuntas de PC y la producción cooperativa de equipos de construcción en China. Bayer y Shanghai Huayi Group Chlor-Alkali Chemical Co., Ltd. han construido una unidad de 200.000 toneladas/año en la zona de la industria química de Shanghai. Se espera que la primera fase de la unidad de 50.000 toneladas/año sea puesta en funcionamiento. finales de 2004. A principios de 2006, la segunda fase del proyecto alcanzó más de 65.438 millones de toneladas/año. En vista de la enorme demanda en el mercado de PC de China, el equipo de PC eventualmente se ampliará a 200.000 toneladas/año. La producción del equipo es principalmente óptica. Productos utilizados para producir CD, discos DVD y sistemas de iluminación para automóviles.
Teijin Chemical Company de Japón está construyendo una fábrica con una producción anual de 50.000 toneladas de aPC en Jiaxing, Zhejiang, y se espera que entre en funcionamiento en abril de 2005.
La principal materia prima, el bisfenol A, la suministra Mitsui Chemicals del Japón, y el cloro y la sosa cáustica son producidos por empresas locales. Este producto es un producto de uso general, utilizado principalmente en la producción de componentes eléctricos y piezas de automóviles. Está previsto añadir una unidad de producción de 50.000 toneladas/año en 2006. Al mismo tiempo, la empresa ha construido un dispositivo compuesto de APC y ABS de 65.438+08.000 toneladas/año en la zona de libre comercio de Gaoqiao. Se ha puesto en producción y planea construir una segunda línea de producción de 20.000 toneladas/año en el primer semestre. de 2005. Mitsubishi Gas Chemical Company de Japón planea construir una planta de 654,38 millones de toneladas/año en Sichuan, que se espera que entre en funcionamiento en 2007.
Además, algunas empresas nacionales cooperan con países extranjeros o utilizan tecnología nacional para construir instalaciones de producción de PC a gran escala, por lo que la producción de PC de China entrará en una nueva etapa en los próximos años. La capacidad de producción nacional aumentará a unas 250.000 toneladas/año en 2006 y alcanzará entre 500.000 y 600.000 toneladas/año en 2010. En vista del enorme potencial del mercado de PC de China, famosas empresas extranjeras de PC no sólo están cooperando en la construcción de instalaciones de producción en China, sino también en Taiwán, la provincia de China, Corea del Sur, Singapur, Tailandia y otros países y regiones para construir instalaciones a gran escala. Las inversiones en diversos equipos están dirigidas al mercado chino. La principal tendencia de desarrollo de la tecnología de producción de PC es desarrollar tecnología de síntesis sin fosgeno para reemplazar el actual proceso de síntesis principal del método de condensación interfacial de fosgeno. GE Plastics y Bayer han desarrollado su propia tecnología de producción sin fosgeno y la están llevando a la producción industrial. Además, Xu/Chi Mei, Mitsubishi Chemical/Mitsubishi Gas, Teijin Corporation y LG Chemical han desarrollado tecnologías sin fosgeno y están construyendo o planean construir dispositivos de PC sin fosgeno. La ruta sin fosgeno se convertirá en el futuro en la principal ruta de producción de policarbonato.
Análisis de mercado
Desde finales de la década de 1990, la demanda china de PC se ha desplazado de los originales tubos de arena de la industria textil a la electrónica/electricidad, los discos ópticos, la construcción, la industria automotriz y En otros campos, la demanda aumentó considerablemente. En 1999, el consumo interno fue de aproximadamente 140.000 toneladas, pero en 2003, el consumo aumentó a 380.000 toneladas, con una tasa de crecimiento anual promedio de aproximadamente el 28 por ciento, que es mucho más alta que la tasa de crecimiento promedio de la economía nacional y otros plásticos de ingeniería en general. Debido a que la producción nacional es extremadamente pequeña, las PC utilizadas en el país se importan principalmente del extranjero. De 1999 a 2003, las importaciones netas de PC de China fueron de 138.000 toneladas, 235.000 toneladas, 2,12 millones de toneladas, 342.000 toneladas y 38,1 millones de toneladas, respectivamente. desechos, por lo que el volumen real de importación interna es el mismo.
Desde 65438 hasta 0999-2003, el rápido crecimiento del mercado de PC de China fue impulsado principalmente por la demanda de productos electrónicos y eléctricos, paneles solares huecos, discos CD y DVD, barriles para beber no desechables y contenedores de alimentos. . La estructura actual del consumo de PC en China es aproximadamente la siguiente: los aparatos electrónicos y accesorios de computadora representan aproximadamente el 42%; los paneles solares huecos representan aproximadamente el 26,3%; los CD y DVD representan aproximadamente el 13,1%; el 10,5%; los materiales compuestos y la industria del automóvil, aproximadamente el 9,1%. En los próximos años, las principales áreas de consumo originales de China seguirán manteniendo un impulso de crecimiento de alta velocidad y las computadoras y los electrodomésticos seguirán creciendo. En el futuro, la tasa de crecimiento anual promedio de las PC en este campo será de aproximadamente el 10%. -12%; como ferrocarriles, autopistas, aeropuertos, Con la construcción urbana, la demanda de paneles solares huecos sigue siendo fuerte. Además, en los últimos años, los beneficios económicos de las empresas nacionales que utilizan el procesamiento de PC y la producción de paneles en los deltas del río Yangtze y del río Perla son mucho mejores que los de muchos fabricantes de resinas poliméricas. Se espera que la tasa de crecimiento anual promedio de la demanda de PC para paneles solares huecos sea de aproximadamente 65,438+02-65,438+05% en el futuro. En la actualidad, China se ha convertido en el segundo mayor consumidor de discos ópticos del mundo. En el pasado, dependía exclusivamente de la producción importada de discos ópticos para PC. Con el lanzamiento de la producción de PC de disco óptico de Bayer Shanghai, la demanda de discos ópticos seguirá manteniendo un rápido crecimiento de más del 20% en los próximos años. Los expertos predicen que la demanda de PC nacionales de más rápido crecimiento en el futuro será la de materiales compuestos de oro mixto basados en PC, siendo la industria automotriz la principal fuerza impulsora. Se espera que la tasa de crecimiento anual promedio de la demanda de PC de China se mantenga entre el 15% y el 20% en los próximos años, y que la demanda del mercado interno de PC alcance entre 550.000 y 650.000 toneladas/año en 2006. La capacidad de producción nacional aún no puede satisfacer la demanda del mercado interno y se importará una gran cantidad de productos de países vecinos como Japón, Corea del Sur y Tailandia para abastecer el mercado interno.
Las nuevas variedades de aleaciones de PC/ABS se utilizan principalmente en la industria del automóvil.
En la actualidad, las aplicaciones globales para PC se han desarrollado hacia una alta funcionalidad y especialización.
En vista del rápido desarrollo de la capacidad de producción de PC y la demanda del mercado de China, especialmente la construcción de muchos dispositivos domésticos grandes, así como el rápido desarrollo de la industria automotriz, la industria de PC de China entrará en una nueva etapa de desarrollo en los próximos años. , el más crítico de los cuales es acelerar la aplicación de la investigación de PC.
En primer lugar, las empresas de producción nacional deben aprovechar al máximo el aumento de la capacidad de producción nacional y la experiencia acumulada en modificación de plásticos y aleaciones plásticas para acelerar el desarrollo, la producción y la aplicación de materiales compuestos como las aleaciones de PC. El más importante de ellos es:
La mezcla de aleación de PC/ABS, PC y ABS *** puede combinar las excelentes propiedades de PC y ABS. Por un lado, puede mejorar la resistencia al calor y al impacto. resistencia y resistencia a la tracción del ABS Por otro lado, puede mejorar la resistencia al calor, la resistencia al impacto y la resistencia a la tracción del ABS. Puede reducir el costo de la PC y la viscosidad de la fusión, mejorar el rendimiento del procesamiento y reducir la sensibilidad al estrés y al impacto internos del producto. resistencia al espesor del producto. En la actualidad, la aleación PC/ABS se está desarrollando rápidamente, con una producción global de aproximadamente 850.000 toneladas/año y una demanda interna de aproximadamente 200.000 toneladas/año. Importantes empresas de todo el mundo han desarrollado y lanzado nuevas variedades de aleaciones de PC/ABS, como retardantes de llama, reforzadas con fibra de vidrio, galvanoplastia, resistencia a los rayos UV, etc., que se utilizan principalmente en la industria automotriz, computadoras, fotocopiadoras y electrónica y eléctrica. componentes. Las principales empresas nacionales de investigación y producción incluyen Shanghai Jiashijie Company, el Instituto de Química Aplicada de Changchun, la Academia China de Ciencias, la Universidad de Lanzhou y otras unidades.
La aleación de PC/PBT (tereftalato de polibutileno), un material de aleación elaborado mezclando PBT y PC, puede mejorar la fluidez, la procesabilidad y la resistencia química del PC. Investigadores japoneses utilizaron PC y PBT en presencia de un catalizador de transesterificación para preparar una mezcla de PC/PBT, que tiene buenas propiedades integrales y buena transparencia. El uso de PC/PBT reforzado con fibra de vidrio con un índice de refracción similar al del PC no solo tiene un excelente rendimiento general del sistema, sino que también tiene buena transparencia y puede usarse como material de reemplazo del vidrio. En la actualidad, los productos extranjeros de aleación de PC/PBT se utilizan principalmente en parachoques de automóviles, materiales de películas de embalaje, bases y asientos de automóviles. La investigación nacional acaba de comenzar.
Además, aleación de PC/PS (poliestireno), aleación de PC/PET (tereftalato de polietileno), PC modificada con poliéster de cristal líquido, PET/PCL (hecho de etilenglicol, multibloque * * * poliéster polimerizado con policaprolactona de bajo peso molecular y ácido tereftálico) y PC*** mezclado y modificado, poli(1.
En segundo lugar, debemos mantenernos al día con las tendencias de desarrollo internacional, la investigación sobre materiales de aleación de PC está progresando y El ámbito de aplicación de la PC se está ampliando. Es necesario acelerar la expansión de los campos de consumo de PC.
Instrumentos ópticos de transmisión de luz de banda ancha,
láminas de PC especialmente adecuadas para fabricar lentes para gafas. Al introducir grupos siloxano en la cadena molecular de la PC, se puede mejorar la dureza y la resistencia al rayado de la PC, como plástico de alto índice de refracción, que se utiliza para fabricar el material central de las fibras ópticas resistentes a altas temperaturas en sustitución de las cadenas C-H. en la cadena molecular de PC con cadenas C-F puede reducir la absorción de luz visible y reducir eficazmente la pérdida de señal durante la transmisión. Además, la PC tiene una buena transmitancia de luz y se utiliza en materiales de ventanas transparentes, muros cortina de edificios de gran altura, aeropuertos y estadios. Tiene una amplia gama de aplicaciones y potencial en materiales de construcción transparentes. En el futuro, la atención se centrará en mejorar la dureza de la superficie y las propiedades antiestáticas del vidrio: lámina de resina ordinaria, lámina de vidrio gruesa, lámina de resina de pliegue medio. Las láminas de PC y las láminas de resina de alto pliegue son aún más delgadas, y las láminas de vidrio de alto pliegue son las más delgadas.
Los dispositivos de comunicación ignífugos y respetuosos con el medio ambiente son el foco del desarrollo futuro de las PC ignífugas en el mundo. El campo de los aparatos de comunicación quema materiales de PC se ha convertido en el foco de desarrollo. Los retardantes de llama a base de bromo se utilizan menos debido a su toxicidad, y los retardantes de llama a base de fósforo, libres de halógenos y respetuosos con el medio ambiente, reducirán significativamente la temperatura de distorsión por calor y la resistencia al impacto. de PC, por lo que los retardantes de llama a base de silicio son más adecuados. Además, con el peso ligero y la miniaturización de los aparatos de comunicación, se han impuesto mayores requisitos a los materiales de PC. Actualmente, las aleaciones de PC/ABS son particularmente adecuadas para las superficies metálicas de los aparatos de comunicación. y las industrias aeroespacial y química las piezas de automóviles tienen buen brillo metálico y alta resistencia después de la metalización en la superficie de la PC, y se usan ampliamente en varias piezas de automóviles. Sin embargo, su resistencia al impacto se reducirá durante el proceso de galvanoplastia, por lo que se utiliza una mezcla de elastómero y PC. Se utiliza el elastómero que contiene dispersa la tensión de agrietamiento y no reduce su resistencia al impacto incluso después de la galvanoplastia. Por lo tanto, la resina de PC de grado de galvanoplastia tiene grandes perspectivas de desarrollo. Además, la PC metalizada en la superficie también se puede utilizar como material de protección electromagnética. Ondas aplicadas a las computadoras.
Para envases de alimentos con pocos residuos de sustancias nocivas, el PC sintetizado industrialmente es el bisfenol a. Dado que durante la síntesis queda una pequeña cantidad de bisfenol a monómero sin reaccionar, es difícil utilizarlo como barril para beber. y envases de alimentos. Se disuelven fácilmente y afectan la salud de las personas. Por lo tanto, es muy necesario desarrollar resina de PC sanitaria para la producción y uso de contenedores de alimentos, como barriles de agua potable, como materiales de embalaje de alimentos y PC para contenedores, como barriles de agua potable, tiene perspectivas de aplicación muy amplias en nuestro país.
El PC tiene muchas propiedades excelentes en dispositivos médicos frágiles y resistentes a las grietas. Actualmente utilizado en dispositivos médicos. Debido a su escasa resistencia química, es fácil provocar grietas internas por tensión en presencia de productos químicos. Por ejemplo, la PC se utiliza en dispositivos médicos como dializadores artificiales y pulmones artificiales para resolver el fenómeno de envejecimiento de las grietas causadas por la esterilización a alta temperatura. Si se superan estas deficiencias, la aplicación de la PC en dispositivos médicos se puede expandir rápidamente.
Las perspectivas de aplicación de PC para materiales y contenedores de embalaje de alimentos en mi país son prometedoras.