تحقیق در مورد پلیمرهای پلی كربنات

تحقیق در مورد پلیمرهای پلی كربنات

بخشهایی از متن:

مقدمه

مصرف پلیمرهای پلی كربنات، پلیمرهای كه با گروه –O-C-O- بهم متصل هستند، از ز مان گزارشات اولیه بسیار رشد كرده است Report 1969) (PEP .  تضمین  رشد آینده این صنعت با افزایش شركتهای جدید به 6 تولید كننده سابق این ماده نشان داده شده است رشد تكنولوژی، شامل افزایش گریدهای با كاربرد خاص، امكان رقابت پلی كربنات‌ها را در مصارف مختلف فراهم كرده است.

پلی كربنات‌ها در بین پلیمرهای مختلف از لحاظ پایداری ابعادی مقاومت ضربه و شفافیت بسیار برجسته می‌باشند. مقاومت در برابر شعله آن خوب بوده و توسط بهبود دهنده‌هایی بهتر شده تا گرید خاصی تولید شود. با وجود اینكه پلیمرهای دیگر و فلزات در تعدادی از خواص بتنهایی بهتر از پلی كربنات می‌باشد، اما نیاز به تركیبی از خواص مختلف باعث می‌شود كه پلی كربنات بعنوان تنها امكان انتخاب شود. از سوی دیگر كمی مقاومت در برابر حلالها یك اشكال عمده در بسیاری از كاربردها می‌باشد. بطور كلی پلی كربناتها در تمامی رشته‌های مهندسی پلاستیك رقابت می‌كنند، كه از مصارف عمده آن می‌توان به شیشه‌ها، علامات و روشنایی اشاره كرد.

این گزارش تكنولوژی، هزینه و بازار پلی كربنات‌ها را كه از سه روش فژنیزاسیون محلولی فژنیزاسیون بین سطحی و ترانس استریفیكاسیون تهیه می‌شوند را ارائه می‌كند. 2 نوع از دو روش اول و یك نوع از روش سوم ارائه خواهد شد. همچنین نحوه تولید گرید مقام در برابر شعله و  اكستروژن دوباره پلیمر برای تولید گریدهای خاص بیان خواهد شد.

این تحقیق به پلی كربنات ترمو پلاستیك آروماتیك بر پایه بیس فنول A محدود است، كه مهمترین مزیلی كربنات از نقطه نظر تجاری می‌باشند. در PEP گزارش 50، كوپلیمرها فقط با توجه به بیس فنول A و بیس فنول A هالوژنه  و یا مقدار كمی از عوامل سه گروهی شاخه‌ای در نظر گرفته شده است بدلیل عرضه تجاری گریدهای خاصی، می‌بایستی هم كوپلیمرها و آلیاژها را در نظر گرفت، كوپلیمرهایی كه تجاری نیستند و همچنین آلیاژهایی كه پلی كربنات جزء كم هستند در نظر گرفته نمی‌شوند.

این گزارش هیچگونه آنالیزی در مورد پلیمرهای فوم ، پلیمرهای تقویت شده با الیاف و افزودنیهایی ضد شعله كه موضوع PEPهای مختلف هستند را ارائه نمی‌كند. مواد اولیه خام بیس فنول A . فسژن و تترابروموبیس فنول A (TBBPA) موضوع PEP شماره 81 می‌باشند. منابع اطلاعاتی ، پتنت‌ها، جزوات و مقالات مربوطه از سال 1976 می‌باشد.

...

تولید كنندگان سه روش عمده برای تولید پلی كربنات بكار می‌برند: فسژنیزاسیون محلولی، فسژنیزاسیون بین سطحی و ترانس استریفیكاسیون. فقط كسر كمی از تولید كل توسط ترانس استریفیكاسیون می‌باشد و مقدار عمده تولید از طریق فسژنیزاسیون بین سطحی می‌‌باشد. اما تفكیك دقیق در میزان آن از مقالات مشخص نمی‌باشد. كلیه این روشها به انضمام دو متغیر و یك روش بر ای گرید مقاوم در برابر شعله در این گزارش نوشته شده است.

فسژنیزاسیون محلولی شامل واكنش بیس فنول A با فسژن در حضور پیریدین بعنوان گیرنده اسید ] تا محصول جانبی اسید كلریدریك تولید كند[ و p-t بوتیل فنول (PTBP) بعنوان اختتام دهنده زنجیربا متیلن كلراید بعنوان حلال می‌‌شود. یك پلیمر واحد تكراری تولید می‌شود كه انتهای زنجیر با گروههای p-t بوتیل فنیل اختتام یافته است. پلیمر باز یافت شده، اكسترود می‌شود و بصور ت چیپهایی بریده می‌شود فسژنیزاسیون محلولی بصورت تجاری توسط جنرال الكتریك استفاده می‌شود.

در فسژنیزاسیون بین سطحی، یك فاز Caustic  آبی اسید هیدروكلریك را جذب كرده و از پریدین استفاده نمی‌شود. تری اتیل آمین این واكنش را سرعت می‌بخشد.

فژنیزاسیون بین سطحی بصورت تجاری توسط شركتهای بایره موبای و تولید كنندگان ژاپنی استفاده می‌شود.

توانس استریفیكاسیون واكنش بین دی فنیل كربنات با بیس فنول A در دمای بالا (elevated) می‌باشد. ملكولهای پلیمری كه از این طریق تولید می‌شود با گروههای فنیل خاتمه می‌یابند. ترانس استریفیكاسیون بصورت تجاری توسط شركت بایر و شركتهای تحت لیسانس آن استفاده می‌‌شود.

جدول 2-1 ارزیابی ما را از تولید گریدهای تزریق پلی كربنات نشان می‌دهند در فژنیزاسیون محلولی پیوسته (ستون اول جدول) از یكسری راكتور همزن دار استفاده می‌شود. هزینه‌ها بالاتر از فژنیزاسیون بین سطحی توسط راكتورهای مشابه (ستون دوم) می‌باشد. كه یكی از دلایل آن می‌تواند بدلیل نیاز به بازیافت پیریدین باشد.

در روش راكتور پیوسته (ستون سوم) فژنیزاسیون بین سطحی در یك راكتور tubular كه بعد از آن راكتورهای ناپیوسته (Batch) همزن‌دار وجود دارد انجام می‌شود. هزینه‌های نشان داده شده بیشتر از هزینه‌های فژنیزاسیون بین سطحی با استفاده از راكتورهای پیوسته همزن‌دار (ستون دوم) می‌باشد. این امر بدلیل زمان طولانی‌تر واكنش – همانطور كه در پتنت نشان داده شده است- می‌باشد. علی ایحال هیچگونه اطلاعات كینتیكی دقیقی وجود ندارد. راكتور پیوسته توسط ایدمیتسو (Idemitsu)ابداع گردید. اما طراحی پروسس ما برابر با محاسبات اقتصادی ایدمیتسو نمی‌باشد.

...

شیمی واكنش:

 اطلاعات كمی از زمان طرح قبلی تولید پلی كربنات به این روش ( سال 1962) منتشر شده است. میزان انحلال پذیری بیس فنل A در محلول هیدروكسید سدیم د رمحلول حاوی 6 درصد وزنی از هیدروكسید سدیم حداكثر است. انحلال پذیری بیس فنل A با افزایش دما از مقدار15/0 گرم به ازاء هر گرم هیدروكسید سدیم در دمای صفر درجة سانتی گراد افزایش می یابد. این تفكر مرجع باعث طراحی یك واكنش نا پیوسته دو مرحله ای می شود. مرحله اول شامل فسژنه كردن و مرحله دوم پلیمریزاسیون تراكمی با وجود اینكه بطور واضح توضیح داده نشده است، اما مرحله دوم شامل اختلاط در حضور كاتالیست بدون افزودن فسژن اضافی انجام می شود. مقدار مصرف كلی پارا- ترشیاری  بوتیل فنل به ازاء واحد بیس فنل A كنترل كننده نهایی جرم مولكولی است. فنل با سرعت كمتری نسبت به پاراترشیاری بوتیل فنل واكنش  می دهد. كربنات سدیم در اثر هیدرولیز فسژن بوجود می آید واكنش جانبی با اختلاط موثر و با حضور كاتالیست در مرحله فشرنه كردن می تواند كاهش یابد. آزمایشات روند تغییرات جرم مولكولی را بر حسب زمان و افزودن كاتالیست مشخص كرده است.

مروی بر فرآیند:

پتنت های انتشار یافته بعد از طراحی اولیه در جدول1-6 نشان داده شده است مثالهایی از پلیمریزاسیون تراكمی كه در سطح مشترك انجام می شود، در این گزارش بر حسب نیازهای اساسی این فرآیند جمع آوری شده اند بطور كلی، اختراعات كمی در زمینه فرآیندهای صنعتی صورت می گیرد. پتنت M obay كه درسال 1976منتشر شده در سال1962 برای بار اول به كار برده شد. اهمیت آلودگی های فلزی را در پلیمر حاصل و شستشوی محلول پلیمر با عامل chelating آشكار ساخت. بایر لوله های اختلاط و مخازن نگهدارندة جایگزین را به عنوان سیستم راكتور به كار برد. هدف از این كار كاركرد مداوم سیستم است كه توزیع زمان اقامت باریك داشته باشد كه بتواند با فرآیند ناپیوسته قابل مقایسه باشد.