Tiểu luận tổng hợp polycacbonat

Bộ môn: Công nghệ tổng hợp
chất chung gian
Tiểu luận
Tổng hợp polycacbonat
GVHD : T.S : Nguyễn Hồng Liên.
SVTH: Mạch Duy Hữu MSSV :20103189
Giới thiệu chung về
polycacbonates
Giới thiệu chung
polycacbonates
Lịch sử phát
triển
Giới thiệu
Tính chất
chung
ứng dụng
Sản xuất và
tiêu thụ
Giới thiệu
•
Polycacbonates được viết tắt là PC
•
Được biết đến với tên thương mại là lexan,
Makrolon và một số tên khác
•
Là một polyme nhiệt dẻo
•
Trọng lượng nhẹ, rất linh hoạt, bền, chịu
nhiệt,chống vỡ, trong suốt….
Lịch sử phát triển
•

Polycacbonates được phát hiện tại bayer bởi
tiễn sỹ hermann schnell năm 1953.
•
Lần đầu tiên giới thiệu ra thị trường vào năm
1958 bởi bayer mobay và General Electric.
•
Các nghiên cứu về nó tăng mạnh trong hai
thập kỷ qua.
•
General Electric bắt đầu sản xuất thương mại
năm 1960 ở mỹ.
Tính chất chung
•
Công thức cấu tạo
•
Các đặc tính chung của nhựa PC
Công thức cấu tạo
Các đặc tính chung
•
Tính chất vật lý
•
Tính chất cơ học
•
Tính chất khác
•
Tính chất chịu hóa học
Tính chất vật lý
•
Khối lượng riêng : 1.20 – 1.22 g /cm3
•

Chỉ số Abbe(V) : 34.0
•
Chỉ số khúc xạ (n) : 1.584- .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 (1-380mm) : tốt
Tính chất cơ học
•
Modun đàn hồi (E) : 2.0- 2.4 Gpa
•
Độ bền kéo : 55-75 Mpa
•
Khả năng kéo dài : 80 – 150%
•
Cường độ nén : > 80Mpa
•
Tỉ số Poison : 0.37
•
Độ cứng – Rockwell : M70
•
Tốc độ truyền âm : 2270M/S
•
Chịu mài mòn : 10-15mg/1000 chu kỳ

•
Hệ số ma sát : 0.31
Tính chất khác
•
Nhiệt độ nóng chảy (Tm) : 155⁰C (311⁰F)
•
Nhiệt độ thủy tinh chuyển tiếp : 147⁰C (297⁰F)
•
Giới hạn làm việc trên : 115 ⁰C - 130 ⁰C
•
Giới hạn làm việc dưới : -40 ⁰C
•
Nhiệt dung riêng : 1.2-1.3 Kj/Kg
•
Cường độ điện môi : 15-67 KV/mm
Khả năng chịu hóa học
•
Axit đặc : kém
•
Axit loãng : tốt
•
Rượu : tốt
•
Hydrocacbon thơm : kém
•
Halogen : kém
•
Hợp chất hydrocacbon và halogen : trung bình
•
Giá thương mại : 2.6 – 2.8 $/Kg

ứng dụng
•
Linh kiện điện tử
•
Vật liệu xây dựng
•
Lưu trữ dữ liệu
•
Oto, máy bay, các thành phần bảo mật
•
ứng dụng thích hợp
•
ứng dụng y tế
•
Điện thoại
Tình hình sản xuất và tiêu thụ
•
Ở Châu Âu
•
Ở Châu Á
Ở Châu Âu
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%
Ở Châu Á
•
Trung Quốc dự kiến tăng 10 – 15 % trong vài
năm tới đạt 1.2 triệu tấn vào năm 2015
•
Nhu cầu sẽ đạt 2 triệu tấn vào năm 2015
•
Thị phần Trung Quốc sản xuất PC toàn cầu là
thấp hơn rất nhiều
Nguyên liệu cho quá trình
•
Bisphenol A
•
Phosgene
Bisphenol A
•
Giới thiệu
+, Tên khoa học : 4,4-
dihydroxydiphenyldimethylmeth
+, Công thức hóa học : C15H16O2
+, khối lượng phân tử : 228.29
• Công thức cấu tạo

•
Tính chất
+, chất bột hoặc tinh thể mầu trắng

+, nhiệt độ nóng chảy khoảng 180⁰C
+, áp suất bốc hơi 0.2mmHg( ở 170 ⁰C)
+, biểu hiện khả năng kích thích sự nhân lên
của tế bào ưng thư vú.
+, có khả năng đột biến nội tiết tố.
+, gây nguy cơ đâu tim và đái tháo đường
+, gây rối loạn hệ thần kinh, hoạt động sinh
sản, tổn thương não…
Phosgene
•
Giới thiệu
+, rất độc hại, được sử dụng trong thế chiến I
+, điều chế bằng cách
CO + Cl2 → COCl2 (ΔHrxn = −107.6kJ/mol)
+, điều chế polycacbonates
HOCR2-X-CR2OH + COCl2 → 1/n [OCR2-X-CR2OC(O)-]n + 2 HCl
+, phản ứng với nước
COCl2 + H2O → CO2 + 2 HCl
• công thức
•
Tính chất
+,khối lượng phân tử : 197.82 g/mol
+, Diphosgene thủy phân chậm trong nước
lạnh, và thủy phân manh mẽ khi tăng nhiệt độ.
• Ứng dụng
+, điều chế các polycacbonate.
+,sử dụng làm vũ khí hóa học trong chiến
tranh
Các công nghệ sản xuất
•

Công nghệ Hiroyuki US 412212
•
Công nghệ Michiaki Fuji
•
Công nghệ Thomas Elsner
Công nghệ Hiroyuki US 4122112
•
Đặc điểm công nghệ
+, sản xuất PC bằng phản ứng Hydroxyl với photgen.
+, hợp chất Hydroxyl

+, Ngoài thiết bị thùng cánh khuấy còn thêm thiết bị phản ứng dạng ống.


+, dung dịch thường dùng NaOH và KOH 5-10%
+, quá trình gồm 2 giai đoạn:
- giai đoạn 1: thiết bị dạng ống
+, giai đoạn 2:thiết bị dạng thùng
+, các Oligomer PC tạo thành PC qua các phản
ứng trùng hợp từ 20-100 pư liên tiếp.
+, nhiệt độ thiết bị phản ứng : 20⁰C
+, lưu lượng tuần hoàn sản phẩm : 1500l/h
+, quá trình polymer hóa khoảng 30 phút.