聚碳酸酯分析报告

1、 聚碳酸酯分析报告本报告介绍了聚碳酸酯（PC）技术进展现状，特别介绍了中国聚碳酸酯研发历程和研发现状，并对改性技术方向做了介绍。对世界聚碳酸酯市场进行了深度分析，对中国市场进行了展望，指出了存在的问题和解决方法。总共分为：1基本介绍：2. 物理性能：3. 化学性能：4. PC的分类以及地位：5. PC的国内外技术以及市场情况：6. PC的应用领域7. 国内主要的PC厂家聚碳酸酯(PC)是具有高强度、高韧性、高抗热性、抗震及加工性能好、有极好的形状和颜色稳定性的透明树脂。它既可单独使用，也可以掺混物和合金方式使用，在六大工程塑料中消费量仅次于聚酰胺(PA)。   

2、在50多年的发展历程中，PC的应用领域不断拓展。近年来由于生产工艺和技术的提高，PC材料在性能完善和个性化设计方面取得了更快的进展，PC制品的应用已渗透到建筑、医学、服装、光盘片、汽车材料、建筑材料、包装材料、宽波透光的光学器械等行业之中，正在迅速改善和提升着人们的生活质量。首先介绍一下、PC的历史：PC的物理及化学性能：聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，

3、现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。中文名：聚碳酸酯别名：2,2-双(4-羟基苯基) 丙烷聚碳酸酯 聚碳酸酯(阻燃) 聚碳酸酯(着色)英文名：Polycarbonate常用缩写：PC化学名：2,2'-双（4-羟基苯基）丙烷聚碳酸酯CAS编号：25037-45-0分子结构式：密度1.2 g/mL at 25 (lit.)熔点220230(结晶)沸点784.3 at 760 mmHg闪点442成分编辑聚碳酸酯是一种强韧的热塑性树脂，其名称来源于其内部的CO3基团。可由双酚A和氧氯化碳（COCl2）合成。现较多使用的方法为熔融酯交换法（双酚A和碳酸二苯酯通过酯交换和缩聚反应合成

4、）。双酚A和碳酸二苯酯反应原理：化学聚碳酸酯（PC）是碳酸的聚酯类，碳酸本身并不稳定，但其衍生物（如光气，尿素，碳酸盐，碳酸酯）都有一定稳定性。按醇结构的不同，可将聚碳酸酯分成脂族和芳族两类。脂族聚碳酸酯。如聚亚乙基碳酸酯，聚三亚甲基碳酸酯及其共聚物，熔点和玻璃化温度低，强度差，不能用作结构材料；但利用其生物相容性和生物可降解的特性，可在药物缓释放载体，手术缝合线，骨骼支撑材料等方面获得应用。聚碳酸酯耐弱酸，耐弱碱，耐中性油。聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。PC是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，这些基团可以是芳香族，可以是脂肪族，也可两者皆有。双酚A型PC是最重要的工业产品

5、。PC是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为600900J/m，未填充牌号的热变形温度大约为130°C ，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10°C。PC的弯曲模量可达2400MPa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。低于100°C 时，在负载下的蠕变率很低。PC耐水解性差，不能用于重复经受高压蒸汽的制品。PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。PC材料具有阻燃性，耐磨。抗氧化性。物理密度：1.18

6、1.22 g/cm3 线膨胀率：3.8×10-5 cm/°C 热变形温度：135°C 低温-45°C聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V-0级阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。分类：防静电PC，导电PC，加纤防火PC，抗紫外线耐候PC，食品级PC，抗化学性PC。4主要优点1、

7、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广;2、高度透明性及自由染色性;3、成形收缩率低、尺寸安定性良好；4、耐疲劳性佳;5、耐候性佳;6、电气特性优;7、无味无臭对人体无害符合卫生安全。主要性能a、机械性能：强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小（高温条件下也极少有变化）；b、耐热老化性：增强后的UL温度指数达120140（户外长期老化性也很好）；c、耐溶剂性：无应力开裂；d、对水稳定性：高温下遇水易分解（高温高湿环境下使用需谨慎）；e、电气性能：1、绝缘性能：优良（潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料）；2、介电系数：3.0-3.2；3、耐电弧性：120s；f、成

8、型加工性：普通设备注塑或挤塑。PC塑料的粘接根据不同需要，可以选择以下粘合剂：1.G-933：单组分常温固化软弹性防震粘合剂，耐高低温，不同粘度粘接速度几秒至几个小时固化完毕。2. KD-833瞬间粘接剂，可以数秒钟或数十秒钟快速粘合PC塑料，但胶层硬脆，不耐60度以上热水浸泡。3. QN-505，双组分胶，胶层柔软，适合PC塑料大面积粘接或复合。但耐高温性能较差。4.QN-906：双组分胶，耐高温。5.G-988:单组份室温硫化胶，固化后是弹性体具有优秀的防水，防震粘合剂，耐高低温， 1-2mm厚度的话，10分钟左右初固，5-6小时基本固化，有一定的强度。完全固化的话需要至少24小时。单组份

9、，不需要混合，挤出后涂抹静置即可，无需加温。6.KD-5606：UV紫外线固化胶，粘合透明PS片材及板材，可达无痕迹效果，需要用紫外线灯照射固化。粘后效果美观。但耐高温性能较差。PC的分类以及地位：    1 技术进展    目前，国际上聚碳酸酯工业化生产技术主要有三种：光气化界面缩聚法(简称光气法)、酯交换熔融缩聚法(简称酯交换法，也称本体缩聚法)和非光气法。    1.1 聚碳酸酯生产路线    (1)溶液光气法    以光气和双酚A为原料，

10、在碱性水溶液和二氯甲烷(或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚，得到的PC胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得PC产品。此工艺经济性较差，且存在环保问题，缺乏竞争力。    (2)界面缩聚光气法    界面缩聚光气法是目前工业上应用较为广泛的工艺，其与上述生产方法的主要不同在于：双酚A首先与氢氧化钠溶液反应生成双酚A钠盐；后加入二氯甲烷，通入光气，使物料在界面上聚合，生成低分子量PC，然后经缩聚分离得到高分子量PC产品。此工艺技术路线成熟，产品质量高，不用脱除溶剂，成本较低，适合大规模和连续生产，而且产品纯净、易加工、分子量高，能满足各

11、种用途要求，在PC生产工艺中占绝对优势，目前世界上约有90%的PC生产采用该工艺。    近年来，对该法的主要改进体现在环状齐聚物的开环聚合和后处理工艺方面。    原美国GE公司推出了环状低聚物开环聚合新工艺，不仅改善产品的加工性能，而且成本有所降低，其关键步骤是制备环状低聚物。双酚A与光气反应生成双酚A-双氯甲酸酯，经水解缩合生成环状低聚物，再进一步缩合即得产品PC。此工艺比熔融缩聚更为实用，且为活性聚合，在较短时间内可制得比传统产品分子量高10倍的PC产品。    后处理工艺的主要改进是开发出将蒸发

12、与沉析相结合，并配之以排气式挤出机的工艺路线，即将溶有PC的二氯甲烷溶液与甲苯蒸气以逆流方式在汽提塔去除沸点较低的二氯甲烷。由于PC只微溶于甲苯，二氯甲烷去除后，便得到PC与甲苯的浆料；经薄膜蒸发可得到PC含量大于80%的PC-甲苯混合物；然后直接送入排气式挤出机脱净残余甲苯，共挤出造粒，从而有效简化了后处理工艺。    (3)酯交换熔融缩聚法    简称酯交换法，又称本体聚合法，也是一种间接光气法工艺。苯酚经光气法反应生成碳酸二苯酯(DPC)；然后在高温、高真空和微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下与双酚A进行酯交换反应，生成

13、低聚物；再进一步缩聚制得PC产品。该工艺流程短，无溶剂，全封闭，无污染，生产成本略低于光气法，但产品光学性能较差，催化剂易污染，副产品难以去除，加工困难，应用范围有限；再加上搅拌、传热等问题的限制，难以实现大吨位工业化生产。    (4)非光气酯交换熔融缩聚法    首先，以甲醇羰基化法或碳酸乙烯酯(或碳酸丙烯酯)与甲醇酯交换生产碳酸二甲酯(DMC)；再与醋酸苯酯交换生成碳酸二苯酯(DP)；然后在熔融状态下与双酚A进行酯交换、缩聚制得PC产品。该法的副产物醋酸甲酯经热裂解转化为甲醇和乙烯酮，甲醇回收后用于合成碳酸二甲酯，乙烯酮与苯酚反

14、应生成醋酸苯酯，从而有效地降低生产成本。    该工艺为“绿色工艺”，具有全封闭、无副产物、基本无污染等特点，从根本上摆脱了有毒原料光气，而且碳酸二苯酯的纯度进一步提高，对聚合更有利，是PC工艺的发展方向，将在未来PC生产中逐渐占据主导地位。该工艺存在的问题是，在反应条件下聚合物倾向于重排，并生成支链芳基酮。当支链芳基酮在PC内的浓度达2500-3000ppm时，会导致产品流变性变差。GE最近研究发现，亚硫酸盐代替碱性金属氢氧化物作为聚合催化剂可明显减少支链芳基酮的含量。    1.2 技术进展    光

15、气是有毒的化学品，需采用严格的过程设计以防危及安全，由于需采用严密的分析监控，排气处理要采用碱洗或焚烧，增大了所需投资，从而加快了非光气法路线生产PC的工艺开发。除光气带来的问题以外，典型的界面聚合工艺要用氯化溶剂(二氯甲烷)，这是另一种有爆炸极限的物质。另外，在生产过程中，光气的氯含量被浪费掉，被转化为氯化钠。烧碱在转化中被消耗掉的同时，产生的废盐溶液也有碍生态环境。    PC的技术进展将对其工业化生产产生重要影响，GE和拜耳公司已将称为熔融法工艺的非光气法生产技术推向工业化，非光气法工艺可避免使用光气，可满足快速增长的光学媒体产品性质改进的要求，并可降低PC

16、装置投资和操作费用。熔融加工技术的进展是聚碳酸酯行业变革的关键驱动力。    非光气的熔融法工艺正在推广应用，1993年GE塑料公司建成第一套熔融法PC装置，当时该工艺装置仅占PC总能力约2%，2001年新工艺装置能力占到约11%，并从2002年49万吨、2004年51万吨、2005年52万吨增加到2006年56万吨，2006年占总能力近18%。    GE塑料和拜耳公司都开发了各自的非光气法生产技术，并推向工业化生产。此外，旭/奇美和三菱化学/三菱瓦斯化学及帝人公司也都开发或正在开发各自的非光气法路线，并正在建设或计划建设非光气法P

17、C装置。韩国LG化学公司也开发了非光气法PC生产工艺，据称，对于6万吨/年的装置，与光气法工艺相比，投资费用可节减70%以上。    非光气聚合技术依赖于碳酸二苯酯(DPC)与双酚A的反酯化，虽然各公司反酯化技术有不同的工程设计，但大体上相似。重要的区别在于采用不同方法制取碳酸二苯酯和碳酸二苯酯前身物。    韩国LG化学公司开发非光气法工艺制取聚碳酸酯树脂，该工艺使用新催化剂以及聚合和结晶组合工艺，可减少投资费用70%。LG化学工艺采用碳酸二甲酯(DMC)和苯酚反应蒸馏生成碳酸二苯酯(DPC)，然后采用专用催化剂在单一反应器中，使D

18、PC与双酚A(BPA)熔融缩聚并结晶。相比之下，其他非光气法替代工艺路线先将DPC与BPA反酯化为预聚合物，然后在减压下通过缩聚进行聚合，聚碳酸酯被固化，在溶剂中再结晶、过滤和干燥。LG化学已在2kg/h微型中型装置中验证了新工艺，生产出了无色聚碳酸酯，其透明度为98%，并且与替代方法制造的聚碳酸酯有近似的加工性能。据该公司估计，6万吨/年装置的投资费用将低于1亿美元，而采用替代路线的装置为2.5亿美元，另外预期操作费用也可节约。LG化学公司已发布6项专利(涉及工艺过程、产品和催化剂)，并已考虑进行技术转让，或组建合资企业将其商业化。    在旭化成工艺中，二氧化

19、碳与环氧乙烷(EO)反应生成碳酸乙烯酯(EC)，EC再转化(通过甲醇)为PC单体(称为碳酸二甲酯，DMC)和单乙二醇(MEG)。这两种专有的反应可达到99%的产率。在第三步中，DMC用苯酚反酯化为碳酸二苯酯(DPC)和甲醇，采用专利的双塔式反应蒸馏工艺。最后，DPC与双酚A缩合反应生成PC树脂。聚合的程度由藉重力流动的熔融PC预聚体，通过非搅拌式反应器，在200下控制，此温度也利于苯酚回收。整个工艺过程具有高产率地仅生成PC和MEG的优点；过程中所有其他中间体产物可回收和循环利用(在初次进料后)，因此无需废物或废水处理。与常规的光气法路线相比，使用旭化成工艺的工业装置投资费用预期可降低30%以

20、上。    GE公司是世界上最大的聚碳酸酯生产商，该公司使用非光气熔融法技术在西班牙塔拉戈纳建成12万吨/年装置。拜耳公司也在比利时安特卫普建造了4万吨/年非光气溶融法工艺装置。    帝人一拜耳Polytec公司还开发了PC新树脂ST-3000，它不是基于双酚A进行生产，与常规PC相比具有完全不同的化学结构。    从碳酸二苯酯和双酚A制取芳基聚碳酸酯利用反酯化法。在溶剂存在下在二段中进行。第一段中，双酚A与过量的碳酸二苯酯反应，去除苯酚以产生预聚合物。    聚合成高分子

21、量聚合物主要通过酯的歧化，生成碳酸二苯酯并从系统中分离出来。该反应无需链终止剂，分子量可通过控制缩聚时的熔体粘度加以控制，通常在较低压力(低达0.1mmHg)和较高温度(高达300)下进行。    该熔融法工艺优于工业化的界面法路线，产品可以未稀释的形态取得，并且可直接造粒。该工艺的缺点是设备需经得起高温和高真空。    为解决早期工艺的不足，业界开发了多种非光气路线生产碳酸二苯酯。因为直接制备碳酸二苯酯是困难的，所以所有新开发的非光气法路线均通过使用中间体二烷基碳酸酯间接制取碳酸二苯酯。通常采用二甲基碳酸酯(碳酸二甲酯)作为碳酸酯官

22、能团的来源。第一步是苯酚与二甲基碳酸酯在催化剂存在下反应生成中间产物苯基甲基碳酸酯，下一步可采用以下两条路线之一，第一种是苯基甲基碳酸酯与苯酚进一步反应。因为苯酚的酸性高于甲醇，对平衡不利，必须去除甲醇，以达到高度转化为碳酸二苯酯。这可通过甲醇的连续蒸馏实现(甲醇与二甲基碳酸酯形成共沸物)，也可通过分子筛吸附去除甲醇。第二种将苯基甲基碳酸酯转化为碳酸二苯酯的方法，是通过苯基甲基碳酸酯的歧化。但各种共沸物的生成使从反应混合物中分离出碳酸二苯酯变得较为复杂。    各家公司制取中间体二烷基碳酸酯的方法不尽相同，GE塑料公司通过甲醇氧化羰基化制取二甲基碳酸酯，该工艺过程

23、制取二甲基碳酸酯由埃尼化学公司首先开发，涉及甲醇、CO和氧气在铜基催化剂上的浆液床反应。拜耳使用氧化氮为氧化还原剂制取二甲基碳酸酯。宇部兴产公司也采用这一化学路径。这一路线涉及从甲醇、氧化氮和氧气生成甲基亚硝酸盐，甲基亚硝酸盐再与CO反应得到二甲基碳酸酯，释放出氧化氮用于循环。这一路线避免了上述甲醇氧化羰基化和浆液处理带来的问题，可使用碳钢工艺设备，仅少量使用不锈钢。    奇美和旭化成的合资企业采用二步法生产二甲基碳酸酯工艺。第一步将环氧乙烷与二氧化碳反应得到乙烯碳酸酯，催化剂为四元氨盐，如四乙基氨溴化物。在第二段反应器中，乙烯碳酸酯与甲醇反酯化得到两种产物：二

24、甲基碳酸酯和乙二醇。这一路线因大量环氧乙烷可转化为乙二醇用于生产聚酯，甲醇可基本上转化为二甲基碳酸酯，不增加原材料费用。另一优点是生成乙二醇的选择性很高，可避免生成二乙二醇和三乙二醇(环氧乙烷水解为乙二醇的常规副产物)。最近，壳牌化学公司开发的二甲基碳酸酯路线得到副产品丙二醇。制取二甲基碳酸酯的又一路线是通过尿素的甲醇醇解，甲醇与尿素以锡为催化剂，反应得到二甲基碳酸酯是众所周知的方法。然而，其中间产物甲基氨基甲酸酯倾向于分解为三聚异氰酸，故产率低。为此，催化蒸馏技术(CDTech)公司开发使用催化蒸馏和使用高沸点有机电子授体溶剂如三乙二醇二甲基醚技术。使用这些技术，可高产率地从尿素甲醇醇解得到

25、二甲基碳酸酯。在相关工艺方面，三菱瓦斯化学公司的技术是：正丁醇与尿素反应得到二正丁基碳酸酯，二正丁基碳酸酯再与苯酚反应得到碳酸二苯酯，而不是生成共沸物(二苯基碳酸酯从二甲基碳酸酯中分离颇为复杂)。1.3 我国研发进展    对聚碳酸酯的研究开发工作在我国始于20世纪50年代末，几乎与世界同步，“光气”和“非光气”两种方法都做过较多的研究。但由于种种原因，多年来在PC生产技术上未有重大突破，与国外先进水平相比有较大的差距。聚碳酸酯属于国家高新技术产业化的新材料项目，是国家产业化政策扶持的项目。承担这一项目研制和开发的绵阳晨光发达实业有限公司对酯交换法PC技术的研究曾

26、被列为九五国家科技攻关项目和十五国家高技术产业化项目，万吨级“酯交换法”PC连续缩聚新工艺于2000年4月通过于原国家石油和化学工业局组织的成果鉴定，这一项目具有发展前景。    中国兵器工业集团甘肃银光化工集团有限公司与中科院长春应用化学研究所于2005年1月签订合作研发聚碳酸酯的小试协议，启动聚碳酸酯研发项目。承担该项目主要研制任务的长春应用化学研究所在聚碳类化工产品领域有着成熟的研究成果。在银光聚银公司的协助下，课题组已在银光聚银公司试制出聚碳酸酯样品。经过小试、中试到工业化生产的三个科研转化过程，2005年年底进入产前中试。银光化工集团有限公司年产500吨

27、聚碳酸酯的中试装置可行性研究报告通过项目评审，企业正加紧开发拥有自主知识产权的万吨级PC工艺软件包。此项目有望缓解我国在聚碳酸酯产品及制造技术方面对国外企业的依赖。    我国武汉化工学院也在攻克生产聚碳酸酯原料碳酸二苯酯的生产技术，采用非均相催化氧化羰化工艺和固定床技术合成碳酸二苯酯，初步解决了传统光气法、酯交换熔融缩聚法等工艺污染环境、产品质量差的难题。该工艺在催化剂作用下，利用苯酚、一氧化碳和氧气一步反应得到合成碳酸二苯酯，没有副反应，这是国内外第一次创造性地用非均相催化工艺和固定床技术，重点解决主催化剂和辅催化剂的组合配伍、配比剂量结构和催化方法等问题，力

28、争达到催化剂选择性达到99%，总收率85%，催化剂寿命不低于三个月的量化指标。    国家“863”项目“碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯清洁生产催化剂及工艺”由中国科学院成都有机化学公司开发成功，非光气法生产聚碳酸酯今后将得到原料保证。这项具有自主知识产权的成套技术已申请11项专利，可为万吨级工业试验装置的设计提供完整的软件包。碳酸二苯酚主要用于聚碳酸酯的生产，并广泛用于溶剂、增塑剂、医药、农药等领域。随着经济与技术的优化，成都有机化学公司掌握了酯交换法的核心技术，并在河北唐山市朝阳化工总厂的千吨级中试装置上进一步优化了工艺条件，重点解决了催化剂寿命、反应精

29、馏、分离纯化等关键技术的工程化问题，为工业试验方案提供了可靠的技术参数。中试装置运转表明，苯酚单程转化率46%，碳酸二苯酯选择性99%，催化剂寿命1080小时，产品质量达到聚碳级要求。    我国也在积极开发采用熔融酯交换法“绿色”生产工艺，天津大学在模试规模上已生产出与拜耳等公司相应光学级牌号相当的产品，基本上掌握了该工艺技术，具备了进一步放大，建设年产千吨光盘级PC装置的技术条件。    1.4 聚碳酸酯新品    新一代聚碳酸酯新产品在推出之中，GE塑料公司开发了新型聚碳酸酯材料：透明聚合物Clea

30、r LEXAN EXL树脂，该树脂是在聚碳酸酯中添加聚硅酮，这不仅大大提高聚碳酸酯强度，而且可保证材料的透明度，产品具有冲击强度高、加工寿命长，抗紫外线辐射和优良的低温弹性等优点。透明的LEXAN EXL树脂材料广泛应用于防护眼镜、瓶子、医疗仪器、建筑业和照明仪器的生产。LEXAN EXL树脂将低温抗冲强度、以及极低温可延展性能所承受的温度值降低至零下40，使得它能够经受持续更长时间的户外作业。LEX-AN EXL树脂同时也推出不透明的型号，与标准聚碳酸酯材料相比具有更为优越的抗冲击性能、机械加工性能、舒展性能以及低温延展性能。    日本三菱工程塑料公司推出高性

31、能聚碳酸酯，通过采用添加少量抗增塑剂的新工艺来使现有聚碳酸酯实现高性能化。该新工艺添加百分之几的抗增塑剂后，聚碳酸酯的透明性不变，但弹性模量却提高40%，同时抗增塑剂熔融时可起增塑剂作用，使树脂柔软而提高成型流动性和复制性，并能降低双折射率。据称，一方面由于抗增塑剂降低玻璃化温度使聚碳酸酯变硬，从而提高制品刚性和表面硬度；另一方面，抗增塑剂进入聚碳酸酯的自由体积，可防止水分进入树脂。所谓抗增塑作用是在降低聚碳酸酯玻璃化温度的同时提高其弹性模量，由于聚碳酸酯玻璃化温度下降会使成型时固化层发展慢、复制性提高，玻璃化温度随抗增塑剂添加量而变化，实际应用时应根据耐热性要求而控制添加量。目前聚碳酸酯市场

32、的20%是用来作光盘基材的，其中DVD碟片信号音规间距要比以前的产品缩小一半，要求信号高复制性，基材高刚性、低翘曲性，低双折射率和湿热条件下的尺寸稳定性。    我国中科院广州化学有限公司开发的“固定二氧化碳合成脂肪族聚碳酸酯的载体催化剂”获美国专利局的授权。据悉，应用于该催化剂的环氧化物与二氧化碳的共聚反应合成出聚烷撑碳酸酯，可广泛应用于低温隔氧薄膜、生物降解塑料、弹性体、胶粘剂，涂料等领域。合成该类聚合物不仅可以对温室气体二氧化碳加以有效利用，同时产物还具有生物降解性，因而具有广阔的市场前景。考虑到该技术广阔的市场前景和知识产权保护的紧迫性，中科院广州化学有限

33、公司继在国内申请专利之后向美国专利局提出了专利申请，终获成功。美国专利权的获得，为该技术走向国际市场铺平了道路。    1.5 聚碳酸酯改性技术    聚碳酸酯性能优异，但是由于分子链的刚性较大，空间位阻高，产品熔体粘度较大，加工困难；而且耐溶剂性和耐磨损性较差，因此对PC的改性研究已成为其应用研究的最重要课题，主要途径为聚合物合金化。    (1)PC/ABS合金    PC与ABS共混可以综合PC和ABS的优良性能，提高ABS的耐热性、抗冲击和拉伸强度，降低PC的生产成本

34、和熔体粘度，改善加工性能，减少制品内应力以及冲击强度对制品厚度的敏感性。    目前PC/ABS合金发展迅速，全球产量约为85万吨/年左右，我国需求量约为20万吨/年左右。产品广泛用做汽车、计算机、复印机和电子电气部件。各大聚合物生产公司均推出了PC/ABS新品种，如阻燃、玻纤增强、电镀、耐紫外线等功能性产品。    我国近年也开始研究和生产，国内主要研究与生产公司有上海杰事杰公司、中科院长春应用化学所、兰州大学等单位。上海杰事杰公司的PC/ABS产品已用于汽车装饰件、灯具和耐热电器壳体。中科院长春应化所开发的高耐热、高耐热高抗冲、高

35、耐热阻燃3个品级的PC/ABS合金材料已被国内数家汽车厂家用于前装饰板、仪表板及物品箱盖等。兰州大学在PC/ABS共混体系中加入HDPE，得到的共混物流动性好，适用于制作薄壁板材。    (2)PC/PS合金    PC/PS合金为部分相容、非晶/非晶体系。PC中加入PS可改善PC的加工流动性，加入少量PS即可使熔体粘度大大降低。PC与PS均为透明材料，二者折射率非常接近，因此PC/PS合金透明，具有良好的光学特性。PC/PS合金组成对合金力学性能，热性能和加工性能影响较大。PS含量增加时，PC/PS体系的流动性增加，硬度、拉伸强度和

36、冲击强度提高，但热变形性能降低。另外增容剂对PC/PS共混体系的性能有较大影响。近年来，PC/PS合金应用范围不断扩大，新品种不断涌现。如日本推出的PC/PS合金No-vallyX7000，同ABS一样，易上漆及进行油墨印刷；日本出光石化推出不含卤素的PC/PS阻燃合金系列，与阻燃ABS相比，具有韧性高、流动性好、刚性高、阻燃性好等特点。    (3)PC/PBT合金    PBT具有优异的力学性能，耐化学腐蚀及易成型等特点，将PBT与PC共混制得合金材料可以提高PC流动性，改善其加工性能和耐化学药品性。由于PBT是结晶聚合物，与PC

37、共混时易发生相分离，界面粘结不好，冲击韧性不理想，通常加入一定量弹性体以提高共混物的冲击强度，如热塑弹性体乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物的锌盐。另外加入结晶成核剂可改善合金的结晶度；加入少量LDPE可以提高共混物的流动性，从而改善制品的外观；加入乙烯/乙酸乙烯酯共聚物可以进一步增强相容性并提高耐冲击强度。此外，PC与PBT发生酯交换反应，可以提高两者的相容性。日本科研人员通过酯交换方法制得的PC/PBT合金，综合力学性能良好，且具有较好透明性。目前国外PC/PBT合金产品主要用于汽车保险杠、包装薄膜材料、汽车底座和座位等。国内研究刚刚起步。    (4)PC/PET合金

38、    PET具有较好的力学性能和耐化学药品性，PC/PET合金既具有PC刚性和耐热性，又具有PET的耐溶剂性，且PET的加入还能改善PC的加工流动性。PC与PET发生酯交换反应是提高相容性的最佳方法之一。其中催化剂种类选择对反应影响非常大，研究发现镧系催化剂比传统催化剂(如钛类)具有更高的催化活性，且没有副反应，酯交换反应主要发生在两相界面，可明显改善相容性。PC/PBT共混体系中，加入弹性体如聚丙烯酸丁酯，可以提高合金的韧性和抗冲击强度。 （5）、 PC/PE：PE的加入较少了PC的缺口冲击敏感度和厚壁耐冲击性；应用：电子电机家电绝缘部件、金属替代品、玻璃代替

39、品、仪器外罩及组件； (6）、 PC/ASA：ASA较ABS具有更好耐候性、热稳定性，耐应力龟裂性更好；与PC/ABS合金应用相近； (7)、 PC/TPU：合金具有很好的低温冲击和耐磨性，挺性好，有低温刚性，耐化学品性好，抗紫外线；应用：汽车保险杠、仪表盘、格栅、叶子板、门滑子套、汽车防撞板、风罩、缝纫机部件、导轮和电缆外套； (8)、 PC/SMA：高热变形，低温冲击性好，成本低，加工容易；应用：汽车零件、烹烤设备部件、食品加工零件、照相器材零件。     目前关于PC合金的研究与开发日新月异，还有多种PC合金被开发并推向市场，尤其是聚酯共混改性PC，如由1,

40、4-环己烷二甲醇、乙二醇和对苯二甲酸制得的聚酯与PC共混改性，可以明显提高PC弯曲弹性模量、拉伸强度等；聚己内酯以玻璃纤维作为增强材料，用酯交换催化剂促进聚己内酯与PC进行共混改性，可以得到加工性能好、高刚性的透明材料；由1,4-环己烷二甲酸与1,4-环己烷二甲醇制得的聚酯改性PC，可以明显改善PC的透明性和耐黄变性能等。    2 世界市场分析    2.1 产能分析    世界范围内，聚碳酸酯的总产能已由1991年51万吨、1995年110万吨，1999年175万吨增加到2001年220万吨、2002

41、年265万吨、2003年275万吨，并增加到2004年280万吨、2005年328.9万吨和2006年367万吨。2006年全球有总计38万吨/年的PC新增能力投入市场。表l列出2006年统计的世界PC主要生产企业产能及预测。    2000-2006年全球对聚碳酸酯需求的年均增长率为10.8%。全球对PC的需求将从2000年193.5万吨、2001年200.0万吨、2003年235.8万吨、2004年265万吨、2005年307万吨、2006年321万吨增加到2007年342万吨。预计2010年全球对PC的需求量将达到约390万吨。  

42、60; 2006年需求量中，欧洲地区占需求量18.43%、美国占23.29%、亚洲占58.28%(其中日本占12.10%)。    美国专业塑料工业咨询公司Peppin & Associates预测，世界聚碳酸酯生产和消费重心正在东移，中国将在PC生产和消费中越来越占据主导地位，到2009年中国PC需求量将占世界总需求量的27%。报告显示，目前PC主要生产和消费市场在欧洲和北美，但亚洲市场正在形成一整套新型PC工业体系，发展十分迅速。最近几年，受光学存储器件拉动，亚洲PC工业快速增长。但由于市场逐渐成熟及受DVD等新型存储介质挑战，PC光学存储器件的增速正

43、在减缓。预计2007-2010年中国PC需求不会再保持年均15%-20%的增速，平均增幅将降为10%-15%。    GE塑料公司的核心聚碳酸酯和聚碳酸酯混配物业务销售额为30亿美元/年，该业务继续面临能力过剩和高原料成本的挑战。该公司将致力于特种产品如Lexan EXL品牌的生产，这种共聚物在聚碳酸酯分子结构中添加了有机硅。于2003年推出的Lexan EXL品牌聚碳酸酯，2005年销售额为9500万美元，2006年增加到1.2亿美元。GE公司己投资1亿多美元实现特种聚碳酸酯和共聚物如Lexan EXL的生产。预计GE公司聚碳酸酯业务约65%都是特种级别，其余为

44、通用产品。聚碳酸酯竞争者已由20年前3-4家发展到现在15-16家。新的竞争者的目标更多地集中在通用应用领域如CD光学级材料和饮水瓶，而GE公司将减少这些领域的应用。该公司的策略是在今后3-4年内继续发展高端业务，而缩减通用业务。表1 世界PC主要生产企业产能及预测 万吨/年国家/地区和公司生产能力备注2006年2010年美国拜耳35.035.0界面缩聚工艺陶氏化学10.910.9界面缩聚工艺GE塑料51.551.5界面缩聚工艺巴西巴西聚碳酸酯2.05.0界面缩聚工艺德国拜耳30.033.0界面缩聚工艺陶氏化学12.517.0界面缩聚工艺荷兰GE塑料17.017.0界面缩聚

45、工艺西班牙GE塑料26.026.0非光气工艺比利时拜耳20.024.0界面缩聚工艺俄罗斯OAO乌法化工2.09.5非光气工艺(3万吨/年为界面缩聚工艺)日本出光石化5.05.0界面缩聚工艺住友-陶氏化学5.55.5界面缩聚工艺GE日本公司4.54.5非光气工艺帝人化成12.012.0界面缩聚工艺三菱化学4.04.0界面缩聚工艺三菱瓦斯化学9.59.5界面缩聚工艺韩国LG-陶氏化学6.013.0界面缩聚工艺SanYang8.58.5日本三菱化学技术中国台湾奇美/旭化成14.014.0非光气工艺台湾化学和纤维7.57.5界面缩聚工艺泰国拜耳25.025.0界面缩聚工艺泰国聚碳酸酯14.016.0三

46、菱瓦斯化学技术新加坡帝人化成20.020.0界面缩聚工艺印度拜耳5.010.0界面缩聚工艺中国帝人化成10.010.0界面缩聚工艺拜耳10.020.0非光气工艺2.2 近期扩能及计划    全世界现有主要的聚碳酸酯装置20余套。最大能力为GE塑料公司在美国布克维尔的28.5万吨/年装置和拜耳公司在德国克雷弗尔德的26万吨/年装置。为满足全球PC市场的需求，每年都有一套以上的世界规模级装置投产。    几乎所有的世界主要聚碳酸酯供应商都计划在未来几年内进行扩能。    帝人化学为保持其亚洲第一的供应商地位，

47、正在加强以中国和新加坡两地为中心的业务发展。2005年，帝人化学在浙江省嘉兴的第一套5万吨/年PC树脂装置投产，第二套5万吨/年装置又于2006年底竣工投产。据悉，该公司计划在中国共建4套PC树脂装置。    拜耳公司在泰国、中国、印度等地兴建和扩建聚碳酸酯装置，作为该公司至2010年在亚洲投资60亿美元计划的一部分。泰国(拜耳)马塔府PC能力由5万吨/年扩增至25万吨/年，并在当地建设第二套原材料双酚A(BPA)装置。拜耳在中国上海漕泾化学工业区投资3亿欧元(2.54亿美元)的联合装置包括20万吨/年PC装置和BPA装置。拜耳还在印度于2005年建成5万吨/年P

48、C联合装置，稍后将扩增至10万吨/年。在美国得州贝汤的PC能力也于2005年扩增至35万吨/年。    中国台湾奇美-旭公司(奇美与旭化成90/10的合资企业)使用旭化成公司工艺在台湾台南建设了6.5万吨/年装置，奇美-旭公司在台南又建设第二条PC生产线，能力为7.5万吨/年，于2006年投产。该非光气法PC装置投资费用低于常规PC技术，第一套装置(台南)建设投资为1亿美元(不包括专利费)。    基于台湾市场聚碳酸酯短缺，台湾化学和纤维公司(PCFC)投资1.818亿美元，在台湾建设7.5万吨/年PC装置，以满足台湾地区2007年对

49、光学级PC的需求。台湾化学和纤维公司是台湾PC生产商之一，其占当地市场41%份额。    帝人一拜耳Polytec公司生产新型PC树脂ST-3000的5000吨/年装置也于2005年在日本松山投运。 LG化学公司与陶氏化学公司在韩国丽水的LG-陶氏聚碳酸酯50/50合资企业使聚碳酸酯产能翻番。该合资企业采用陶氏化学工艺的聚碳酸酯装置能力为6.5万吨/年(2004年建成)，生产陶氏化学公司Calibre牌号聚碳酸酯，虽然LG化学己开发成功非光气法工艺，但新建装置仍将采用陶氏化学技术，于2007年建成投运。产品将主要供应韩国和亚太市场。  

50、;  三菱工程塑料公司、三菱化学公司和几家泰国公司的合资企业泰国聚碳酸酯公司将使泰国马塔府增加2万吨/年PC能力，到2007年6月，能力提高到16万吨/年。    日本旭化成公司向俄罗斯Kazanorgsintez公司转让非光气法聚碳酸酯技术，在喀山建设6.5万吨/年PC装置。该技术采用CO2和双酚A为起始原材料，生产PC无需光气和二氯甲烷溶剂。该PC装置于2007年11月建成。Kazanorgsintez公司是旭化成技术的第2家转让者。    湖南石化公司投资2000亿韩元(1.92亿美元)在其韩国丽水石化联合企业建设聚碳

51、酸酯装置。该装置能力为6.5万吨/年，计划于2008年第4季度建成。这将是湖南石化第一套PC装置。    三菱瓦斯化学公司正在研究，计划在上海漕泾建设8万吨/年聚碳酸酯装置，该公司称，该装置将于2010或2011年投产，投资约为1.8亿美元。该装置将主要服务于入驻中国的日本客户。然而该装置耗用双酚A的来源尚未决定。中石化与三井化学公司的50/50合资企业正计划在漕泾建设12万吨/年双酚A装置，但是该装置产量将主要供应帝人公司在嘉兴的PC装置，该PC装置己于2005年投产，能力为5万吨/年，2006年帝人己使嘉兴的装置能力翻番，达到10万吨/年。三菱瓦斯化学公司称，

52、将进口某些双酚A以满足漕泾装置的需求。    鉴于聚碳酸酯需求增长，三菱化学公司将扩大其在亚洲的聚碳酸酯产能。三菱化学公司将在日本建设6万吨/年聚碳酸酯装置，并计划在中国生产聚碳酸酯。两个项目总投资为4亿美元。在日本的装置预计于2008年3月投运，位于该公司在九州岛新居滨的联合企业。投资为2.1亿美元的项目将使当地二套2万吨/年PC装置停开一套，而使新居滨的现有能力翻番，达到8万吨/年，以满足汽车内件和电子部件对该树脂的需求。该公司在韩国也拥有8.5万吨/年聚碳酸酯装置。在中国，三菱化学与三菱瓦斯化学50/50的合资企业三菱工程塑料公司与中国石化集团公司签约，将在

53、中石化北京燕山石化公司所在地投资1.9亿美元建设6万吨/年聚碳酸酯装置和10万吨/年双酚A装置，该项目仍处可研阶段，预期投产时间为2008年12月。生产的聚碳酸酯供应中国市场。但三菱化学公司也将向亚洲其他地区出口聚碳酸酯。    沙特Kayan公司于2007年2月中旬宣布，将在沙特阿拉伯建设两套新的装置，生产聚碳酸酯及其原料双酚A。24万吨/年双酚A装置将由Tecnicas Reunidas公司建造，而韩国大林集团将建造26万吨/年聚碳酸酯装置。两套装置位于朱拜勒，计划于2009年投产。萨比克公司在沙特Kayan公司中持股35%，这些新产品将增强该公司的竞争地位。

54、Kayan石化公司在该公司中持股20%，其余45%为上市募集。    3 中国市场分析    3.1 市场仍然产不足需    原先聚碳酸酯采用国内技术的企业先后多达20余家，由于技术落后，设备规模小而分散，大量装置纷纷停产。    我国原有上海中联化工厂、重庆长风化工厂及五矿常州合成化工总厂等8家工厂建有生产装置，但装置规模较小、生产技术较落后，产量低、品级牌号少，总生产能力每年约在5000吨左右，2004年后实际产量仅约3000吨。且产品大部分自用，原因是国产聚碳酸酯品质还

55、无法达到下游应用厂家的要求。    为缓解国内供需矛盾，外商迅速投资中国聚碳酸酯市场。进入2005和2006年，外资企业的PC装置先后投产。帝人聚碳酸酯有限公司一期工程5万吨/年聚碳酸酯项目于2005年5月底在嘉兴港区浙江乍浦石油化学工业园区投产。根据分两期建设10万吨/年聚碳酸酯项目的计划，二期工程于2006年年底已达到年产10万吨聚碳酸酯的目标，成为亚洲最大的聚碳酸酯生产企业。帝人聚碳酸酯有限公司是由日本帝人化成株式会社投资设立的日本独资企业。帝人是继拜耳公司之后在中国建设PC装置的第二家跨国公司。嘉兴将保证烧碱和CO供应来源，该PC装置也与双酚A和苯酚生产相

56、组合，一家日本公司在嘉兴建设双酚A和苯酚装置。    拜耳公司与上海华谊集团所属氯碱化工公司组成90/10合资企业，共同投资5.6亿美元在上海化学工业区建设Makrolon品牌聚碳酸酯装置。一期工程于2006年9月初投产，生产规模达10万吨，二期工程逐步将生产规模扩大到20万吨(预期为2008年)。这将是全球最大的聚碳酸酯主体项目。同时建设原料双酚A和2万吨/年混配物装置。产品将广泛应用于CD、DVD光盘、大灯灯罩、防眩目系统和汽车车顶等领域。    此外，四川省绵阳总投资达20亿元人民币的5万吨/年聚碳酸酯项目1期工程于2006年底

57、投产，年产聚碳酸酯1万吨。    大连齐化公司投资8亿元建设的6万吨/年聚碳酸酯项目，于2006年底投运。该项目采用非光气法生产工艺。齐化选择非光气法工艺，以碳酸二甲酯和苯酚为原料，比采用光气法投资增加2亿元。    我国聚碳酸酯消费增长迅速，消费量由1995年4万吨、2000年15万吨、2001年26万吨、迅速增加到2002年42万吨，2003年45万吨，2004年59万吨和2005年60万吨，由于二套规模级PC装置相继投产，供货增多，2006年消费量进一步增长到82万吨。1995-2006年，我国聚碳酸酯消费量平均增长率高达30%

58、以上。表2列出我国聚碳酸酯的消费、生产和进口。    目前我国市场所需的PC几乎全部依赖进口，2006年进口量高达89.9万吨，未来5-10年其消费量还将以10%-15%的速度增加，2010年消费量将达到90万吨/年左右。即使拟定的新建计划全部投产，届时需求缺口仍很大，还要从国外大量进口。    我国聚碳酸酯净进口量已由2001年26.6万吨迅速增加到2002年41.54万吨、2003年53.5万吨、2004年约59万吨和2005年74万吨，2006年下降至71.2万吨。1999-2005年我国净进口年均增长率高达56%。 

59、   从进口来源地看，中国PC进口相对分散，国货出口复进口所占比重较大，且增长迅速。泰国、新加坡、日本、韩国和中国台湾省是中国进口PC主要产地。    2006年出口恢复快速增势，出口增速创近年来新高。据统计，2006年中国PC出口18.5万吨，同比增长40.4%。从出口流向看，亚洲为中国PC出口主要集中地，2006年出口量占全部出口量的99%。其中，中国香港作为主要转口地成为最主要出口市场，2006年内地共向香港出口PC15.5万吨，同比增长34.5%，占全部出口量的84%。    中国PC进出口贸易主要集中在广

60、东、上海和苏浙地区。其中，广东、上海、浙江为中国PC出口主要货源地，广东、上海为主要进口目的地。2006年，自广东、上海和浙江出口PC分别为10万吨、5万吨和3.3万吨，同比分别增长8.6%、169.9%、68.3%，占全部出口量的98.7%；广东、上海进口量分别为48.6万吨和22.2万吨，同比分别增长15%、49%，占全部进口量的3/4以上。    从企业类型看，外商投资企业是中国PC进出口贸易主力军，且均保持快速增势；国有企业进出口均出现回落。2006年，外商投资企业出口PC达16.3万吨，同比增长50.6%，占同期出口总量的87.6%；进口62.9万吨，同

61、比增长29%，占同期进口总量的70%。国有和私营企业分别出口8364吨和8568吨，同比分别增长146.4%和39.1%；进口11.5万吨和14万吨，同比分别减少0.5%和增长30%。   3.2 消费领域    据统计，目前全球每年生产的320多万吨聚碳酸酯有25%左右用于制造光盘，而国内聚碳酸酯有高达75%左右用于制造光盘。CD、VCD、CD-ROM、CDR、DVD5、DVD10、DVD-ROM等多种格式光盘绝大部分都是由聚碳酸酯生产的，我国现有光盘生产线600多条，按每条生产线平均消耗200吨/年计算，全国每年制光盘需消耗聚碳酸酯10多万吨。2002年起我国光盘市场的规模已仅次于美国而位居世界第2位。我国光盘业已成为拉动世界聚碳酸酯市场的一个重要力量。但目前我国光盘用聚碳酸酯的生产尚处于试验阶段，没有形成规模化的生产能力，需求基本依赖进口。    聚碳酸酯制作的非一次性饮用水桶、瓶等容器市场份额增长也很快，2005年约耗用6万吨聚碳酸酯，2006年达7万吨。每年中国生产饮水机1000万台，每台按周转配备2.5个水瓶计算，则需消费聚碳酸酯19万吨。预计今后几年仍将会保持较快的发展速度。    阳光板是国际上普遍采用的一种新型高强度、透光、隔音、节能材料，中国从90年