La síntesi de policarbonat (PC) és un procés de construcció de cadenes de polímers mitjançant reaccions de polimerització entre monòmers. El nucli d'aquest procés rau en la connexió efectiva del bisfenol A (BPA) amb una font de carbonat per formar un polímer amb estructures i propietats específiques. Actualment, els mètodes de síntesi industrial madurs es divideixen principalment en dues categories: el mètode del fosgen i el mètode de transesterificació. Aquests dos processos tenen les seves pròpies característiques pel que fa a la selecció de matèries primeres, mecanismes de reacció i impacte ambiental.
El mètode del fosgen va ser la via més antiga per aconseguir la producció industrialitzada. El seu principi és utilitzar la reacció de condensació interfacial entre BPA i fosgen en condicions alcalines. En la reacció, els grups hidroxil fenòlics del BPA formen fenolats sota l'acció de l'àlcali, que després experimenten una substitució nucleòfila amb fosgen dissolt en la fase orgànica, formant gradualment enllaços carbonatats i precipitant el polímer. Els avantatges d'aquest procés són la velocitat de reacció ràpida, la distribució estreta del pes molecular del producte i les propietats òptiques i mecàniques estables, que el fan adequat per produir resina de PC d'alta -puresa. Tanmateix, el fosgen és un gas altament tòxic, que requereix uns estàndards de seguretat operacionals extremadament alts, i produeix grans quantitats de clorur d'hidrogen i clorur de sodi com a subproductes, la qual cosa comporta una gran càrrega de tractament d'aigües residuals i suposa un repte per al medi ambient i la salut laboral.
Per superar els riscos ambientals i de seguretat del procés del fosgen, s'ha adoptat àmpliament la transesterificació (també coneguda com a policondensació en fusió). Aquest mètode utilitza bisfenol A i carbonat de difenil (DPC) com a matèries primeres. Sota una atmosfera inert i amb un catalitzador, una reacció de transesterificació produeix fenol i oligòmers. A continuació, s'elimina el fenol en condicions d'alta temperatura i buit elevat, seguit de policondensació per obtenir PC d'alt pes molecular. La transesterificació elimina la necessitat de fosgen, utilitza matèries primeres relativament suaus i el subproducte fenol es pot reciclar, fent que el procés global estigui més en línia amb els principis d'enginyeria química verda. Tanmateix, aquesta via requereix un control precís de les condicions de reacció; per exemple, la temperatura, el nivell de buit i el tipus de catalitzador afecten directament el creixement del pes molecular i el color del producte, la qual cosa requereix una regulació precisa per garantir un rendiment constant.
En els darrers anys, per millorar encara més la sostenibilitat i l'economia de processos, la tecnologia de transesterificació de fosgen sense fosgen ha incorporat gradualment fonts de carbonat de base bio-o reciclables, explorant vies de baix-emissions de carboni. A més, s'ha aplicat la síntesi de modificació de la copolimerització per ajustar la duresa, la resistència a la calor o la fluïdesa del processament del PC mitjançant la introducció de petites quantitats de tercers monòmers o reguladors de segment de cadena durant la polimerització per aconseguir una optimització de rendiment dirigida.
En general, els mètodes de síntesi de PC han evolucionat des de les primeres rutes altament tòxiques i arriscades fins a altres més segures, netes i controlables. La selecció del procés ha de tenir en compte exhaustivament la qualitat del producte, els requisits de protecció del medi ambient i l'eficiència econòmica. En el futur, la síntesi verda i funcional seguiran sent les direccions clau per al desenvolupament tecnològic.