Как получают поликарбонат
Данная статья рассматривает три основных метода получения важного полимерного материала — поликарбоната, а именно переэтерификацию, прямую поликонденсацию в растворе пиридина и межфазную поликонденсацию. Приведены плюсы и минусы этих технологий. Статья предназначена для читателей из Ростова-на-Дону и Краснодара.
Группа полимеров, называемая поликарбонатами, представляет собой сложные полиэфиры двухатомных спиртов и угольной кислоты. Наибольшее распространение среди таких материалов имеет поликарбонат, получаемый из бисфенола А. Причина этому в том, что бисфенол А является довольно доступным материалом, который достаточно просто получить посредством конденсации ацетона и фенола.
Данный материал применяется для изготовления компакт-дисков. Благодаря хорошим оптическим свойствам поликарбоната, из него делают линзы. На юге России существуют несколько высокотехнологичных производств линз (г. Краснодар и г. Ростов-на-Дону) Кроме того, используют этот полимер и для строительства, особенно там, где нужен прозрачный материал. В этом отношении обычное стекло во многом проигрывает поликарбонату. Строительная ценность поликарбоната связана с тем, что в плане механических свойств среди других полимерных материалов равных ему нет.
В промышленности поликарбонат производят переэтерификацией в вакууме при ступенчатом повышении температуры дифенилкарбоната бисфенолом А. При этом в состав добалявляются сложные основания (к примеру, метилата натрия). Синтез производится в расплаве по периодической схеме. После окончания реакции выполняется удаление из реактора полученного вязкого состава, который далее охлаждается и гранулируется. Плюсом данного способа является отсутствие растворителя. Минус же состоит в плохом качестве полученной полимерной массы по причине содержания остатков катализатора. Молекулярная масса полученного поликарбоната не может превышать 5000.
Другим способом промышленного получения поликарбоната является взаимодействие бисфенола А с фосгеном. Средой для проведения реакции является пиридин, связывающий образующийся хлористый водород с образованием гидрохлорида пиридина. После проведения реакции масса растворяется в хлорорганических растворителях, в которых гидрохлорид пиридина не растворим. После этого гидрохлорид пиридина отфильтровывается, а полимер осаждается кислородсодержащим растворителем, например, ацетоном. Осаждённый поликарбонат затем сушат и гранулируют. Основными минусами этого способа являются использование дорогостоящего пиридина и высокотоксичного фосгена.
Также существует способ получения поликарбоната межфазной поликонденсацией бисфенола А и фосгена. Средой для проведения этого химического процесса является органический растворитель и водный раствор щёлочи. Положительные стороны этого способа заключаются в сравнительно низкой температуре синтеза и в том, что для данного процесса нужен только один растворитель. Отрицательная сторона состоит в образовании немалого количества сточных вод в результате промывке полимера, что ведёт к негативным экологическим последствиям.
