- مقدمه
مصرف پلیمر های پلی کربنات، پلیمرهای که با گروه –O-C-O- بهم متصل هستند، از ز مان گزارشات اولیه بسیار رشد کرده است Report 1969) (PEP . تضمین رشد آینده این صنعت با افزایش شرکتهای جدید به 6 تولید کننده سابق این ماده نشان داده شده است رشد تکنولوژی، شامل افزایش گریدهای با کاربرد خاص، امکان رقابت پلی کربناتها را در مصارف مختلف فراهم کرده است.
پلی کربناتها در بین پلیمر های 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 اینکه پلیمرهای دیگر و فلزات در تعدادی از خواص بتنهایی بهتر از پلی کربنات میباشد، اما نیاز به ترکیبی از خواص مختلف باعث میشود که پلی کربنات بعنوان تنها امکان انتخاب شود. از سوی دیگر کمی مقاومت در برابر حلالها یک اشکال عمده در بسیاری از کاربردها میباشد. بطور کلی پلی کربناتها در تمامی رشته‌های مهندسی پلاستیک رقابت می‌کنند، که از مصارف عمده آن می‌توان به شیشه‌ها، علامات و روشنایی اشاره کرد.
این گزارش تکنولوژی، هزینه و بازار پلی کربناتها را که از سه روش فسژنیزاسیون محلولی فسژنیزاسیون بین سطحی و ترانس استریفیکاسیون تهیه می‌شوند را ارائه می‌کند. 2 نوع از دو روش اول و یک نوع از روش سوم ارائه خواهد شد. همچنین نحوه تولید گرید مقام در برابر شعله و اکستروژن دوباره پلیمر برای تولید گریدهای خاص بیان خواهد شد.
این تحقیق به پلی کربنات ترمو پلاستیک آروماتیک بر پایه بیس فنول A محدود است، که مهمترین مزیت پلی کربنات از نقطه نظر تجاری می‌باشند. در PEP گزارش 50، کوپلیمرها فقط با توجه به بیس فنول A و بیس فنول A هالوژنه و یا مقدار کمی از عوامل سه گروهی شاخه‌ای در نظر گرفته شده است بدلیل عرضه تجاری گریدهای خاصی، می‌بایستی هم کو پلیمر ها و آلیاژ ها را در نظر گرفت، کوپلیمرهایی که تجاری نیستند و همچنین آلیاژهایی که پلی کربنات جزء کم هستند در نظر گرفته نمی‌شوند.
این گزارش هیچگونه آنالیزی در مورد پلیمرهای فوم ، پلیمرهای تقویت شده با الیاف و افزودنیهایی ضد شعله که موضوع PEPهای مختلف هستند را ارائه نمی‌کند. 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.
2- خلاصه
بعد از 7 سال افزایش سالیانه 20% مصرف در ایالات متحده آمریکا، بیش از 60% در سال 1973 افزایش یافت. افزایش در سال 1974 با توجه به منحنی‌های مقدماتی برابر %10 بود که احتمالاً کمتر از مقدار واقعی آن میباشد. با ظرفیت جدید تولید، میانگین افزایش تولید سالیانه 20% یک پیش‌بینی قابل قبول برای کلیه محلهای تولید مانند اروپای غربی، ایالات متحده و ژاپن میباشد. مصرف به میزان تجارت بود و همچنین به کمبود محصولات رقابتی بستگی خواهد داشت. تولید آن با کمبود مواد اولیه ممکن است محدود شود.
بعد از 15 سال از تجاری شدن پلی کربنات، ظرفیت کلی جهان کمتر از 500 میلیون پوند بر سال میباشد.
از نقطه نظر رقابتی، تجارت توسط بایر، توابع آن موبای و جنرال الکتریک کنترل میشود. یک سرمایه کلان در فروش و سرویس تکنیکی نیاز میباشد تا این حکمفرمایی شکسته شود. جنرال الکتریک 75 میلیون دلار فقط در مت ورنون و ایندین فاسیلیتی (Indian facilities) سرمایه‌گذاری کرده است. میزان تولید، تولید کنندگان عمده در اوایل 1973 بصورت زیر میباشد:
میلیون پوند بر سال هزار تن بر سال
بایر 220 100
جنرال الکتریک 150 68
موبای 18 40
یکی از مهمترین چیزهای مورد نیاز تعدد گریدهای مختلف میباشد. گریدهای جدید خواص زیادی از جمله مقاومت در برابر شعله، مقاومت در برابر آسیب، مقاومت در برابر اشعهuv ، ترکیب سفتی و مقاومت ضربه، مناسب بودن برای قالب‌گیری چرخشی و همچنین مناسب بودن برای فومهای ساختاری را دارا هستند. رشد عمده اخیراً در تهیه شیشه، Lighting و علامات میباشد. بعنوان شیشه نشکن پلی کربناتها به موقعیت رزین‌های آکریلیک نفوذ کرده‌اند روم و هاس در حل ورود به بازار شیشه‌های پلی کربنات از طریق خرید دستگاههای ورق‌سازی و تجارب از شرکت رولند (Rowland) یک شرکت کوچک که رقابت در این بازار حساس به سرمایه را مشکل می‌دانست می‌باشند. روم و هاس امروزه تولید کننده پلیمر پلی کربنات نمی‌باشند مهارت و سرمایه مورد نیاز و همچنین بازار پلی کربنات بیان کننده آنست که فقط در کشورهایی پیشرفته استفاده خواهند شد.
نفوذ پلی کربناتها به بازار سنتی پلیمرهای دیگر و فلزات، با افزایش تولید و در نتیجه کاهش قیمت آنها بیشتر میشود. در سال اخیر این روند قیمت بدلیل افزایش تورم برعکس شده است. حداقل قیمت در ایالات متحده 98 سنت بر پوند در مقایسه با 75 سنت بر پوند و قیمت تجاری اولیه میباشد. با این وجود، نفوذ در بازار بدلیل تأثیر تورم بر اجناس رقابتی همچنان ادامه دارد.
تولید کنندگان سه روش عمده برای تولید پلی کربنات بکار می‌برند: فسژنیزاسیون محلولی، فسژنیزاسیون بین سطحی و ترانس استریفیکاسیون. فقط کسر کمی از تولید کل توسط ترانس استریفیکاسیون میباشد و مقدار عمده تولید از طریق فسژنیزاسیون بین سطحی میباشد. اما تفکیک دقیق در میزان آن از مقالات مشخص نمی‌باشد. کلیه این روشها به انضمام دو متغیر و یک روش بر ای گرید مقاوم در برابر شعله در این گزارش نوشته شده است.
فسژنیزاسیون محلولی شامل واکنش بیس فنول A با فسژن در حضور پیریدین بعنوان گیرنده اسید ] تا محصول جانبی اسید کلریدریک تولید کند[ و p-t بوتیل فنول (PTBP) بعنوان اختتام دهنده زنجیربا متیلن کلراید بعنوان حلال میشود. یک پلیمر واحد تکراری تولید میشود که انتهای زنجیر با گروههای p-t بوتیل فنیل اختتام یافته است. پلیمر باز یافت شده، اکسترود میشود و بصور ت چیپهایی بریده میشود فسژنیزاسیون محلولی بصورت تجاری توسط جنرال الکتریک استفاده میشود.
در فسژنیزاسیون بین سطحی، یک فاز Caustic آبی اسید هیدروکلریک را جذب کرده و از پریدین استفاده نمی‌شود. تری اتیل آمین این واکنش را سرعت می‌بخشد.
فسژنیزاسیون بین سطحی بصورت تجاری توسط شرکتهای بایره موبای و تولید کنندگان ژاپنی استفاده میشود.