البولي كربونات (PC) هي سلسلة جزيئية تحتوي على مجموعة كربونات، وفقًا للبنية الجزيئية مع مجموعات إستر مختلفة، يمكن تقسيمها إلى أليفاتية، أليفاتية حلقية، عطرية، والتي القيمة الأكثر عملية للمجموعة العطرية، والأهم من ذلك بولي كربونات نوع بيسفينول أ، الوزن الجزيئي الثقيل العام (Mw) في 20-100000.

صورة الصيغة الهيكلية للكمبيوتر الشخصي

يتميز البولي كربونات بالقوة والمتانة والشفافية ومقاومة الحرارة والبرودة وسهولة المعالجة ومثبطات اللهب والأداء الشامل الآخر، والتطبيقات الرئيسية في مجرى النهر هي الأجهزة الإلكترونية والصفائح والسيارات، وتمثل هذه الصناعات الثلاث حوالي 80٪ من استهلاك البولي كربونات، وغيرها في أجزاء الآلات الصناعية، والأقراص المضغوطة، والتغليف، ومعدات المكاتب، والرعاية الطبية والصحية، والأفلام، ومعدات الترفيه والحماية والعديد من المجالات الأخرى حققت أيضًا مجموعة واسعة من التطبيقات، لتصبح واحدة من البلاستيك الهندسي الخمسة في أسرع فئة نموًا.

في عام 2020، بلغت الطاقة الإنتاجية العالمية للبولي كربونات حوالي 5.88 مليون طن، وبلغت الطاقة الإنتاجية للصين 1.94 مليون طن/سنة، وإنتاج حوالي 960 ألف طن، بينما بلغ الاستهلاك الظاهري للبولي كربونات في الصين في عام 2020 حوالي 2.34 مليون طن، وهناك فجوة تبلغ حوالي 1.38 مليون طن، والحاجة إلى الاستيراد من الدول الأجنبية. وقد اجتذب الطلب الضخم في السوق العديد من الاستثمارات لزيادة الإنتاج، وتشير التقديرات إلى وجود العديد من مشاريع الحواسيب قيد الإنشاء والمقترحة في الصين في نفس الوقت، وستتجاوز الطاقة الإنتاجية المحلية 3 ملايين طن/سنة في السنوات الثلاث المقبلة، وتُظهر صناعة الحواسيب اتجاهًا متسارعًا للانتقال إلى الصين.

إذن، ما هي عمليات إنتاج أجهزة الكمبيوتر الشخصية؟ ما هو تاريخ تطورها محليًا ودوليًا؟ ما هي أهم شركات تصنيع أجهزة الكمبيوتر الشخصية في الصين؟ بعد ذلك، نستعرض بإيجاز.

ثلاثة أساليب رئيسية لعملية الإنتاج

تعد طريقة الغاز الضوئي المتعدد التكثيف البينية وطريقة تبادل الإستر المنصهر التقليدية وطريقة تبادل الإستر المنصهر غير الضوئي هي عمليات الإنتاج الرئيسية الثلاث في صناعة الكمبيوتر.
صورة صورة
1. طريقة فوسجين التكثيف المتعدد للواجهة

هو تفاعل الفوسجين مع مذيب خامل ومحلول هيدروكسيد الصوديوم المائي من ثنائي الفينول أ، لإنتاج بولي كربونات صغير الوزن الجزيئي، ثم تكثيفه إلى بولي كربونات عالي الوزن الجزيئي. في السابق، كان يتم تصنيع حوالي 90% من منتجات البولي كربونات الصناعية بهذه الطريقة.

تتميز طريقة تكثيف الفوسجين متعدد الطبقات السطحية (PC) بوزن جزيئي مرتفع، يصل إلى 1.5~2*105، ونقاء المنتج، وخصائص بصرية ممتازة، ومقاومة أفضل للتحلل المائي، وسهولة المعالجة. أما عيبها، فهو أن عملية البلمرة تتطلب استخدام فوسجين شديد السمية ومذيبات عضوية سامة ومتطايرة، مثل كلوريد الميثيلين، مما يُسبب تلوثًا بيئيًا خطيرًا.

تم تطوير طريقة تبادل الإستر المنصهر، والمعروفة أيضًا باسم البلمرة التكوينية، لأول مرة بواسطة شركة باير، باستخدام ثنائي الفينول أ المنصهر وكربونات ثنائي الفينيل (كربونات ثنائي الفينيل، DPC)، في درجة حرارة عالية، وفراغ عالي، وحالة وجود محفز لتبادل الإستر، والتكثيف المسبق، وتفاعل التكثيف.

وفقا للمواد الخام المستخدمة في عملية DPC، يمكن تقسيمها إلى طريقة تبادل الإستر المنصهر التقليدية (المعروفة أيضًا باسم طريقة الغاز الضوئي غير المباشر) وطريقة تبادل الإستر المنصهر غير الضوئي.

2. طريقة تبادل الإستر المنصهر التقليدية

يتم تقسيمها إلى خطوتين: (1) الفوسجين + الفينول → DPC؛ (2) DPC + BPA → PC، وهي عملية فوسجين غير مباشرة.

تعتبر العملية قصيرة وخالية من المذيبات وتكلفة الإنتاج أقل قليلاً من طريقة الفوسجين بالتكثيف البيني، ولكن عملية إنتاج DPC لا تزال تستخدم الفوسجين، ويحتوي منتج DPC على كميات ضئيلة من مجموعات الكلوروفورمات، مما يؤثر على جودة المنتج النهائي للكمبيوتر، مما يحد إلى حد ما من الترويج للعملية.

3. طريقة تبادل الإستر المنصهر الخالي من الفوسجين

تنقسم هذه الطريقة إلى خطوتين: (1) DMC + فينول → DPC؛ (2) DPC + BPA → PC، والتي تستخدم كربونات ثنائي ميثيل DMC كمادة خام والفينول لتصنيع DPC.

يمكن إعادة تدوير الفينول الناتج عن تبادل الإستر والتكثيف إلى عملية تخليق DPC، مما يُحقق إعادة استخدام المواد وتوفيرًا اقتصاديًا. وبفضل نقاء المواد الخام العالي، لا يحتاج المنتج إلى التجفيف والغسل، كما يتميز بجودة عالية. لا تستخدم هذه العملية غاز الفوسجين، وهي صديقة للبيئة، وتُعدّ عملية صديقة للبيئة.

مع زيادة المتطلبات الوطنية للسلامة وحماية البيئة للمؤسسات البتروكيماوية والقيود المفروضة على استخدام الفوسجين، فإن تقنية تبادل الإستر المنصهر الخالي من الفوسجين ستحل تدريجياً محل طريقة التكثيف المتعدد للواجهات في المستقبل باعتبارها اتجاه تطوير تكنولوجيا إنتاج الكمبيوتر في العالم.