പോളികാർബണേറ്റ് (പിസി) എന്നത് കാർബണേറ്റ് ഗ്രൂപ്പ് അടങ്ങിയ ഒരു തന്മാത്രാ ശൃംഖലയാണ്, വ്യത്യസ്ത എസ്റ്റേർ ഗ്രൂപ്പുകളുള്ള തന്മാത്രാ ഘടന അനുസരിച്ച്, അലിഫാറ്റിക്, അലിസൈക്ലിക്, ആരോമാറ്റിക് എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം, അവയിൽ ഏറ്റവും പ്രായോഗികമായത് ആരോമാറ്റിക് ഗ്രൂപ്പാണ്, ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടത് ബിസ്ഫെനോൾ എ തരം പോളികാർബണേറ്റ് ആണ്, 20-100,000 ൽ പൊതുവായ കനത്ത ശരാശരി തന്മാത്രാ ഭാരം (Mw).

പിക്ചർ പിസി ഘടനാ സൂത്രവാക്യം

പോളികാർബണേറ്റിന് നല്ല ശക്തി, കാഠിന്യം, സുതാര്യത, ചൂട്, തണുപ്പ് പ്രതിരോധം, എളുപ്പത്തിലുള്ള പ്രോസസ്സിംഗ്, ജ്വാല പ്രതിരോധം, മറ്റ് സമഗ്രമായ പ്രകടനം എന്നിവയുണ്ട്, പ്രധാന ഡൗൺസ്ട്രീം ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ, ഷീറ്റ്, ഓട്ടോമോട്ടീവ് എന്നിവയാണ്, ഈ മൂന്ന് വ്യവസായങ്ങളും പോളികാർബണേറ്റ് ഉപഭോഗത്തിന്റെ ഏകദേശം 80% വഹിക്കുന്നു, വ്യാവസായിക യന്ത്ര ഭാഗങ്ങൾ, സിഡി-റോം, പാക്കേജിംഗ്, ഓഫീസ് ഉപകരണങ്ങൾ, മെഡിക്കൽ, ഹെൽത്ത് കെയർ, ഫിലിം, ഒഴിവുസമയ, സംരക്ഷണ ഉപകരണങ്ങൾ തുടങ്ങി നിരവധി മേഖലകളും വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ നേടിയിട്ടുണ്ട്, അതിവേഗം വളരുന്ന വിഭാഗത്തിലെ അഞ്ച് എഞ്ചിനീയറിംഗ് പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളിൽ ഒന്നായി ഇത് മാറി.

2020-ൽ, ആഗോള പിസി ഉൽപ്പാദന ശേഷി ഏകദേശം 5.88 ദശലക്ഷം ടൺ, ചൈനയുടെ പിസി ഉൽപ്പാദന ശേഷി പ്രതിവർഷം 1.94 ദശലക്ഷം ടൺ, ഉൽപ്പാദനം ഏകദേശം 960,000 ടൺ, 2020-ൽ ചൈനയിലെ പോളികാർബണേറ്റിന്റെ പ്രത്യക്ഷ ഉപഭോഗം 2.34 ദശലക്ഷം ടണ്ണിലെത്തി, ഏകദേശം 1.38 ദശലക്ഷം ടൺ വിടവുണ്ട്, വിദേശ രാജ്യങ്ങളിൽ നിന്ന് ഇറക്കുമതി ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. വലിയ വിപണി ആവശ്യകത ഉൽപ്പാദനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് നിരവധി നിക്ഷേപങ്ങളെ ആകർഷിച്ചു, ഒരേ സമയം ചൈനയിൽ നിർമ്മാണത്തിലിരിക്കുന്നതും നിർദ്ദേശിക്കപ്പെടുന്നതുമായ നിരവധി പിസി പ്രോജക്ടുകൾ ഉണ്ടെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, അടുത്ത മൂന്ന് വർഷത്തിനുള്ളിൽ ആഭ്യന്തര ഉൽപ്പാദന ശേഷി പ്രതിവർഷം 3 ദശലക്ഷം ടൺ കവിയുമെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ പിസി വ്യവസായം ചൈനയിലേക്കുള്ള കൈമാറ്റത്തിന്റെ ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ പ്രവണത കാണിക്കുന്നു.

അപ്പോൾ, പിസിയുടെ ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയകൾ എന്തൊക്കെയാണ്? സ്വദേശത്തും വിദേശത്തും പിസിയുടെ വികസന ചരിത്രം എന്താണ്? ചൈനയിലെ പ്രധാന പിസി നിർമ്മാതാക്കൾ ഏതൊക്കെയാണ്? അടുത്തതായി, നമുക്ക് ഒരു ഹ്രസ്വമായ ചീപ്പ് നോക്കാം.

പിസി മൂന്ന് മുഖ്യധാരാ ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയ രീതികൾ

ഇന്റർഫേഷ്യൽ പോളികണ്ടൻസേഷൻ ഫോട്ടോഗ്യാസ് രീതി, പരമ്പരാഗത ഉരുക്കിയ ഈസ്റ്റർ കൈമാറ്റ രീതി, ഫോട്ടോഗ്യാസ് അല്ലാത്ത ഉരുക്കിയ ഈസ്റ്റർ കൈമാറ്റ രീതി എന്നിവയാണ് പിസി വ്യവസായത്തിലെ മൂന്ന് പ്രധാന ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയകൾ.
ചിത്ര ചിത്രം
1. ഇന്റർഫേഷ്യൽ പോളികണ്ടൻസേഷൻ ഫോസ്ജീൻ രീതി

ബിസ്ഫെനോൾ എ യുടെ നിഷ്ക്രിയ ലായകമായും ജലീയ സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനിയുമായും ഫോസ്ജീൻ പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ചെറിയ തന്മാത്രാ ഭാരമുള്ള പോളികാർബണേറ്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും പിന്നീട് ഉയർന്ന തന്മാത്രാ പോളികാർബണേറ്റായി ഘനീഭവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു കാലത്ത്, ഏകദേശം 90% വ്യാവസായിക പോളികാർബണേറ്റ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളും ഈ രീതിയിലൂടെയാണ് സമന്വയിപ്പിച്ചിരുന്നത്.

ഇന്റർഫേഷ്യൽ പോളികണ്ടൻസേഷൻ ഫോസ്ജീൻ രീതി പിസിയുടെ ഗുണങ്ങൾ ഉയർന്ന ആപേക്ഷിക തന്മാത്രാ ഭാരം, ഇത് 1.5~2*105 വരെ എത്താം, ശുദ്ധമായ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ, നല്ല ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ, മികച്ച ജലവിശ്ലേഷണ പ്രതിരോധം, എളുപ്പത്തിലുള്ള പ്രോസസ്സിംഗ് എന്നിവയാണ്. പോളിമറൈസേഷൻ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ഉയർന്ന വിഷാംശമുള്ള ഫോസ്ജീനും മെത്തിലീൻ ക്ലോറൈഡ് പോലുള്ള വിഷാംശമുള്ളതും അസ്ഥിരവുമായ ജൈവ ലായകങ്ങളും ആവശ്യമാണ്, ഇത് ഗുരുതരമായ പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണത്തിന് കാരണമാകുന്നു എന്നതാണ് പോരായ്മ.

ഓന്റോജെനിക് പോളിമറൈസേഷൻ എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന മെൽറ്റ് ഈസ്റ്റർ എക്സ്ചേഞ്ച് രീതി ആദ്യമായി ബേയർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ഉയർന്ന താപനില, ഉയർന്ന വാക്വം, ഈസ്റ്റർ എക്സ്ചേഞ്ചിനുള്ള കാറ്റലിസ്റ്റ് സാന്നിധ്യ അവസ്ഥ, പ്രീ-കണ്ടൻസേഷൻ, കണ്ടൻസേഷൻ റിയാക്ഷൻ എന്നിവയിൽ ഉരുകിയ ബിസ്ഫെനോൾ എ, ഡൈഫെനൈൽ കാർബണേറ്റ് (ഡിഫെനൈൽ കാർബണേറ്റ്, ഡിപിസി) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇത് ആദ്യമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്.

ഡിപിസി പ്രക്രിയയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ അനുസരിച്ച്, ഇതിനെ പരമ്പരാഗത ഉരുകിയ ഈസ്റ്റർ കൈമാറ്റ രീതി (ഇറക്ടറേറ്റ് ഫോട്ടോഗ്യാസ് രീതി എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു) എന്നും ഫോട്ടോഗ്യാസ് അല്ലാത്ത ഉരുകിയ ഈസ്റ്റർ കൈമാറ്റ രീതി എന്നും വിഭജിക്കാം.

2. പരമ്പരാഗത ഉരുകിയ ഈസ്റ്റർ കൈമാറ്റ രീതി

ഇത് 2 ഘട്ടങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു: (1) ഫോസ്ജീൻ + ഫിനോൾ → ഡിപിസി; (2) ഡിപിസി + ബിപിഎ → പിസി, ഇത് ഒരു പരോക്ഷ ഫോസ്ജീൻ പ്രക്രിയയാണ്.

ഈ പ്രക്രിയ ഹ്രസ്വവും ലായക രഹിതവുമാണ്, കൂടാതെ ഉൽ‌പാദനച്ചെലവ് ഇന്റർഫേഷ്യൽ കണ്ടൻസേഷൻ ഫോസ്ജീൻ രീതിയേക്കാൾ അല്പം കുറവാണ്, പക്ഷേ ഡിപിസിയുടെ ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയ ഇപ്പോഴും ഫോസ്ജീൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഡിപിസി ഉൽ‌പ്പന്നത്തിൽ ക്ലോറോഫോർമാറ്റ് ഗ്രൂപ്പുകളുടെ ചെറിയ അളവിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഇത് പിസിയുടെ അന്തിമ ഉൽ‌പ്പന്ന ഗുണനിലവാരത്തെ ബാധിക്കും, ഇത് ഒരു പരിധിവരെ പ്രക്രിയയുടെ പ്രമോഷനെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.

3. നോൺ-ഫോസ്ജീൻ ഉരുകിയ ഈസ്റ്റർ കൈമാറ്റ രീതി

ഈ രീതിയെ 2 ഘട്ടങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു: (1) DMC + ഫിനോൾ → DPC; (2) DPC + BPA → PC, ഇത് ഡൈമെഥൈൽ കാർബണേറ്റ് DMC അസംസ്കൃത വസ്തുവായും DPC സമന്വയിപ്പിക്കാൻ ഫിനോൾ ആയും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഈസ്റ്റർ എക്സ്ചേഞ്ചിൽ നിന്നും കണ്ടൻസേഷനിൽ നിന്നും ലഭിക്കുന്ന ഉപോൽപ്പന്ന ഫിനോൾ ഡിപിസി പ്രക്രിയയുടെ സമന്വയത്തിലേക്ക് പുനരുപയോഗം ചെയ്യാൻ കഴിയും, അങ്ങനെ മെറ്റീരിയൽ പുനരുപയോഗവും നല്ല സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥയും കൈവരിക്കാനാകും; അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ഉയർന്ന ശുദ്ധത കാരണം, ഉൽപ്പന്നം ഉണക്കി കഴുകേണ്ടതില്ല, കൂടാതെ ഉൽപ്പന്ന ഗുണനിലവാരം നല്ലതാണ്. പ്രക്രിയ ഫോസ്ജീൻ ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല, പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദമാണ്, കൂടാതെ ഒരു ഹരിത പ്രക്രിയ മാർഗവുമാണ്.

പെട്രോകെമിക്കൽ സംരംഭങ്ങളുടെ മൂന്ന് മാലിന്യങ്ങൾക്കുള്ള ദേശീയ ആവശ്യകതകൾക്കൊപ്പം പെട്രോകെമിക്കൽ സംരംഭങ്ങളുടെ സുരക്ഷയ്ക്കും പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണത്തിനുമുള്ള ദേശീയ ആവശ്യകതകളുടെ വർദ്ധനവും ഫോസ്ജീന്റെ ഉപയോഗത്തിലുള്ള നിയന്ത്രണവും മൂലം, ലോകത്തിലെ പിസി ഉൽപ്പാദന സാങ്കേതികവിദ്യ വികസനത്തിന്റെ ദിശയായി ഭാവിയിൽ ഇന്റർഫേഷ്യൽ പോളികണ്ടൻസേഷൻ രീതിയെ ക്രമേണ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാൻ നോൺ-ഫോസ്ജീൻ ഉരുകിയ ഈസ്റ്റർ എക്സ്ചേഞ്ച് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് കഴിയും.