13聚碳酸酯

13.聚碳酸酯聚碳酸酯（Polycarbonate）常用缩写PC。是一种无色透明的无定性热塑性材料。其名称来源于其内部的碳酸酯基团（－O－R－O－CO－）。PC可以看作是二羟基（－OH）化合物与碳酸的缩聚产物。式中R代表生成碳酸酯的二羟基化合物的主体部分，R可以是脂肪族、脂环族、芳香族或脂肪－芳香族。R不同，所得到的聚碳酸酯也不同，因此，理论上聚碳酸酯可以有很多品种。13.聚碳酸酯但迄今为止，作为工程塑料最有应用价值的芳香族聚碳酸酯，其中又以双酚A型聚碳酸酯最重要，应用最广。双酚A型聚碳酸酯的制备：一种是光气法(溶液法)；另一种是酯交换法(熔融缩聚法)。光气法的原理：是将双酚A先转变成钠盐，再与光气在常温常压下进行缩聚。+2NaOH=NaO—R—ONa+2H2O双酚A型聚碳酸酯的制备：NaO—R—ONa+nCOCl2→光气法的优点：反应温度低、速度快、可得到高分子量产物（6万一10万）。缺点：是牵涉到溶剂回收及有毒等问题。双酚A型聚碳酸酯的制备：酯交换法的原理：是用双酚A与碳酸二苯酯在碱性催化剂存在下进行酯交换。其分子量在2万一3万。※PC的分子结构有如下特点：①分子具有对称结构，简单规整，可结晶，但结晶条件很严格，实际上不容易结晶，如PC在190oC下，最快8天才能看到晶球．因此在一般成型条件下，PC为无定形结构。②PC链节重复单元较长，且存在苯环，限制了分子柔顺性，因此玻璃化温度，熔融温度均较高，熔体黏度大。PC的分子结构有如下特点：③PC链结构中，既有柔顺的碳酸酯链，又有刚性的苯环相联结结构，因此使PC具有许多其他工程塑料所没有的优点．即机械特性是韧而刚。④PC链中有碳基为极性基团，电性能稍差；链中有酯基，易吸湿，易水解。PC的基本性质如表1-17所示基本性质1、PC为无色或微黄色透明固体．在厚度为3.75毫米时，PC的透光率为75％一90％，接近有机玻璃。折光指数为1.589。2、PC的电绝缘性能良好，但低于PE、PS、聚四氟乙烯。3、在室温下能耐稀酸、油、脂肪烃、盐类、氧化剂等，但胺、酮、酯、芳香烃能使之溶胀，易导致应力开裂。能溶于二氯甲烷、氯苯、二氧六环中。4、PC的吸湿性为0.15％，线膨胀系数小。PC的成型加工性能如下：1、首先PC料在成型加工之前，必须烘干，因在室温下PC的吸水性为0.35％，熔体黏度大且成型温度高，所以烘干使之含水量降至0.02％(即万分之二)；挤出成型时应采用排气式挤出机，料斗存料量要少，料斗要预热并抽真空。一般在120℃下烘干8—24小时。2、PC的熔体黏度对温度和剪切速率不太敏感，所以一般采用高温、高压、快速成型法。但压力过高易造成内应力。PC的成型加工性能如下：3、PC的收缩率小，0.5％～0.7％，所以模具设计时应在制品外壁设计上6。的锥度，另外主流道应粗而短，以利于高黏度流动。4、模具温度应高些，以利于制品缓慢冷却消除内应力，注射模具温度为90～120℃。PC制品必须进行热处理，温度l00～130℃，8～24小时，制件厚时，热处理时间长些，热处理温度低时，时间长些。成型加工方法PC可注塑、挤出、吹塑成型。1）、注塑选用相对分子量2.7～3.4万中低黏度的PC树脂，主要采用螺杆式注塑机。2）、挤出选用相对分子量3.4万以上高黏度的PC树脂，要采用渐变压缩型螺杆，长径比1：18～24，压缩比1：2.5。3）、吹塑PC可以吹塑中空容器，亦可吹塑薄膜。应用领域PC的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃，PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，工业安全档板和防弹玻璃。PC树脂用于汽车系统，仪表盘系统和用作前灯罩，带加强筋汽车前后档板。PC是光盘储存介质理想的材料。对聚碳酸酯安全性的争议由于制造聚碳酸酯中需要添加双酚A,而双酚A作为一种化工原料，2008年4月18日已经被加拿大联邦政府正式认定为有毒物质，并严禁在食品包装中添加，所以，聚碳酸酯的安全性是值得注意的问题。我国聚碳酸酯的发展方向经过40多年的发展，我国的聚碳酸酯仍未形成自己先进的生产技术和具有工业规模的生产装置，特别是近年来随着国内聚碳酸酯的消费量迅速增长，生产与市场形成了极不协调的供需矛盾。因此，大力发展我国聚碳酸酯工业是十分迫切和必要的。（1）通过各种途径引进成套国外先进技术。（2）加强基础建设及配套工程。（3）加强聚碳酸酯的应用研究。（4）合作开发非光气法。13.2改性聚碳酸酯由于双酚A型聚碳酸酯的主要缺点是易产生应力开裂，熔体黏度高，成型加工困难。为克服这些缺点，产生各种改性方法，目的是为了增韧，改善成型加工性能，减少残余变形，增加阻燃性等。具体改性PC的品种有：PC／ABS可提高弯曲模量，耐热性，电镀性能等。PC／PET、PBT可改善耐药品性，耐溶剂腐蚀性等。PC／PMMA加入有机玻璃可提高外观珠光色彩。13.2改性聚碳酸酯PC／PA、HIPS可提高冲击韧性，表面光洁度。PC／HDPE可改善耐沸水性、耐老化性、耐气候性，而LDPK效果较差。PC用玻璃纤维或碳纤维进行增强改性，提高机械强度。并用溴类阻燃剂和三氧化二锑，可制成阻燃级PC。其他和聚砜、芳香族聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯、聚苯乙烯都可以进行共混改性，达到经济性和性能之间的平衡。13.3应用实例聚碳酸酯纺织纱管选用光气法生产的PC为原料，其中新料80％，再生料为20％。生产工艺流程如下：配料→干燥→注射→修整→抛光→热处理→制品。该纱管比木质纱管使用寿命长3倍、尺寸稳定、耐候性好、不起毛、光洁度好，能供各种颜色的纱管使用。各种CD、VCD、DVD光盘常用PC制成。