پلی کربنات (PC) یک زنجیره مولکولی حاوی گروه کربنات است که بر اساس ساختار مولکولی با گروه‌های استر مختلف، می‌توان آن را به آلیفاتیک، آلیسیکلیک و آروماتیک تقسیم کرد که از بین آنها، گروه آروماتیک بیشترین ارزش کاربردی را دارد و مهمترین آنها پلی کربنات نوع بیسفنول A است که به طور کلی وزن مولکولی سنگین (Mw) آن بین 20 تا 100000 است.

فرمول ساختاری تصویر کامپیوتر

پلی کربنات دارای استحکام، چقرمگی، شفافیت، مقاومت در برابر گرما و سرما، پردازش آسان، مقاوم در برابر شعله و سایر عملکردهای جامع است. کاربردهای اصلی پایین دستی آن لوازم الکترونیکی، ورق و خودرو است که این سه صنعت حدود ۸۰٪ از مصرف پلی کربنات را تشکیل می‌دهند. سایر صنایع در قطعات ماشین آلات صنعتی، CD-ROM، بسته بندی، تجهیزات اداری، پزشکی و مراقبت های بهداشتی، فیلم، تجهیزات تفریحی و حفاظتی و بسیاری از زمینه های دیگر نیز به طیف وسیعی از کاربردها دست یافته اند و به یکی از پنج پلاستیک مهندسی در سریع ترین دسته در حال رشد تبدیل شده اند.

در سال ۲۰۲۰، ظرفیت تولید جهانی کامپیوتر شخصی حدود ۵.۸۸ میلیون تن، ظرفیت تولید کامپیوتر شخصی چین ۱.۹۴ میلیون تن در سال، تولید حدود ۹۶۰ هزار تن، در حالی که مصرف ظاهری پلی کربنات در چین در سال ۲۰۲۰ به ۲.۳۴ میلیون تن رسید، شکافی نزدیک به ۱.۳۸ میلیون تن وجود دارد که نیاز به واردات از کشورهای خارجی را ایجاد می‌کند. تقاضای عظیم بازار، سرمایه‌گذاری‌های زیادی را برای افزایش تولید جذب کرده است، تخمین زده می‌شود که پروژه‌های کامپیوتر شخصی زیادی در حال ساخت و پیشنهاد در چین همزمان وجود دارد و ظرفیت تولید داخلی در سه سال آینده از ۳ میلیون تن در سال فراتر خواهد رفت و صنعت کامپیوتر شخصی روند شتابنده‌ای را برای انتقال به چین نشان می‌دهد.

خب، فرآیندهای تولید کامپیوتر شخصی چیست؟ تاریخچه توسعه کامپیوتر شخصی در داخل و خارج از کشور چیست؟ تولیدکنندگان اصلی کامپیوتر شخصی در چین کدامند؟ در ادامه، به طور خلاصه بررسی می‌کنیم.

سه روش اصلی فرآیند تولید کامپیوتر شخصی

روش پلی‌کاندنزدایی بین‌سطحی با فتوگاز، روش تبادل استر مذاب سنتی و روش تبادل استر مذاب غیرفوتوگاز، سه فرآیند اصلی تولید در صنعت کامپیوتر هستند.
تصویر تصویر
۱. روش فسژن پلی‌کاندنساسیون بین‌سطحی

این واکنش فسژن در حلال بی‌اثر و محلول آبی هیدروکسید سدیم بیسفنول A است که منجر به تولید پلی کربنات با وزن مولکولی کم و سپس تغلیظ آن به پلی کربنات با وزن مولکولی بالا می‌شود. در یک زمان، حدود ۹۰٪ از محصولات پلی کربنات صنعتی با این روش سنتز می‌شدند.

مزایای روش پلیمریزاسیون فسژن با روش پلی‌کاندنزدایی بین‌سطحی، وزن مولکولی نسبی بالا (1.5 تا 2×105) و محصولات خالص، خواص نوری خوب، مقاومت در برابر هیدرولیز بهتر و پردازش آسان است. عیب این روش این است که فرآیند پلیمریزاسیون نیاز به استفاده از فسژن بسیار سمی و حلال‌های آلی سمی و فرار مانند متیلن کلرید دارد که باعث آلودگی جدی محیط زیست می‌شوند.

روش تبادل استر مذاب، که به عنوان پلیمریزاسیون آنتوژنیک نیز شناخته می‌شود، اولین بار توسط شرکت بایر، با استفاده از بیسفنول A مذاب و دی‌فنیل کربنات (دی‌فنیل کربنات، DPC)، در دمای بالا، خلاء بالا، در حضور کاتالیزور برای تبادل استر، پیش چگالش، واکنش چگالش توسعه داده شد.

با توجه به مواد اولیه مورد استفاده در فرآیند DPC، می‌توان آن را به روش تبادل استر مذاب سنتی (که به عنوان روش گاز نوری غیرمستقیم نیز شناخته می‌شود) و روش تبادل استر مذاب غیرفوتوگاز تقسیم کرد.

۲. روش سنتی تعویض استر مذاب

این فرآیند به دو مرحله تقسیم می‌شود: (1) فسژن + فنل → DPC؛ (2) DPC + BPA → PC، که یک فرآیند فسژن غیرمستقیم است.

این فرآیند کوتاه و بدون حلال است و هزینه تولید آن کمی کمتر از روش فسژن تراکم سطحی است، اما فرآیند تولید DPC هنوز از فسژن استفاده می‌کند و محصول DPC حاوی مقادیر کمی از گروه‌های کلروفرمات است که بر کیفیت محصول نهایی PC تأثیر می‌گذارد، که تا حدی ارتقاء فرآیند را محدود می‌کند.

۳. روش تبادل استر مذاب غیر فسژنی

این روش به دو مرحله تقسیم می‌شود: (1) DMC + فنول → DPC؛ (2) DPC + BPA → PC، که از دی متیل کربنات DMC به عنوان ماده اولیه و فنول برای سنتز DPC استفاده می‌کند.

فنول محصول جانبی حاصل از تبادل استر و تراکم را می‌توان برای سنتز فرآیند DPC بازیافت کرد، در نتیجه استفاده مجدد از مواد و صرفه‌جویی در مصرف انرژی محقق می‌شود؛ به دلیل خلوص بالای مواد اولیه، محصول نیازی به خشک کردن و شستشو ندارد و کیفیت محصول خوب است. این فرآیند از فسژن استفاده نمی‌کند، سازگار با محیط زیست است و یک مسیر فرآیند سبز محسوب می‌شود.

با افزایش الزامات ملی برای سه نوع پسماند شرکت‌های پتروشیمی و افزایش الزامات ملی در زمینه ایمنی و حفاظت از محیط زیست شرکت‌های پتروشیمی و محدودیت استفاده از فسژن، فناوری تبادل استر مذاب غیر فسژنی به تدریج در آینده جایگزین روش پلی‌کاندنساسیون بین سطحی به عنوان جهت توسعه فناوری تولید PC در جهان خواهد شد.