聚碳酸酯(PC)材料的基本知识

 时间:2020-10-29 00:00:00    浏览次数:4    作者:
??聚碳酸酯,英文名Polycarbonate,简称PC。?  PC是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料,具有优良的物理机械性能,尤其是耐冲击性优异,拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高;蠕变性小,尺寸稳定。化学性质?  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
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聚碳酸酯,英文名Polycarbonate,简称PC。 

  PC是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料,具有优良的物理机械性能,尤其是耐冲击性优异,拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高;蠕变性小,尺寸稳定。

化学性质 

  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)都有一定的衍生性。 

  按醇结构的不同,可将聚碳酸酯分成脂族和芳族两类。 

  物理性质 

  密度:1.18-1.22g/cm^3线膨胀率:3.8×10^-5cm/°C热变形温度:135°C低温-45°C 

  主要优点 

  1、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。 

  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。 

  改性用途 

  改性PC的目的是为了增韧,改良成型加工性能,减少残余变形,增加阻燃性等,具体能改性PC的品种有: 

  PC/ABS可提高弯曲模量、耐热性、电镀性能等。 

  PC/PETPBT工可改善耐药品性,耐溶剂料性等。 

  PC/PMMA加入有机玻璃可提高外观珠光色彩。 

  PC/PAHIPS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LDPE效果较差。 

  PC用玻纤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。 

  PC的合成 

  工业上应用的聚碳酸酯主要由双酚A和光气来合成,其主链含有苯环和四取代的季碳原子,刚性和耐热性增加,Tm=265-270℃,Tg=149℃,可在15-130℃内保持良好地力学性能,抗冲性能和透明性特好,尺寸稳定,耐蠕变,性能优于涤纶聚酯,是重要的工程塑料。但聚碳酸酯易应力开裂,受热时易水解,加工前应充分干燥。 

  聚碳酸酯的制法有酯交换法和光气直接法 

  (1)酯交换法 

  原理与生产涤纶聚酯的酯交换法相似。双酚A与碳酸二苯酯熔融缩聚,进行酯交换,在高温减压条件下不断排除苯酚,提高反应程度和分子量。 

  酯交换法需用催化剂,分两个阶段进行:第一阶段,温度180-200℃,压力270-400Pa,反应1-3h,转化率为80%-90%;第二阶段,290-300℃,130Pa以下,加深反应程度。起始碳酸二苯酯应过量,经酯交换反应,排出苯酚,由苯酚排出量来调节两基团数比,控制分子量。 

  苯酚沸点高,从高粘熔体中脱除并不容易。与涤纶聚酯相比,聚碳酸酯的熔体粘度要高得多,例如分子量3万,300℃时的粘度达600Pa·s,对反应设备的搅拌混合和传热有着更高的要求。因此,酯交换法聚碳酸酯的分子量受到了限制,多不超出3万。 

  (2)光气直接法 

  光气属于酰氯,活性高,可以与羟基化合物直接酯化。光气法合成聚碳酸酯多采用界面缩聚技术。双酚A和氢氧化钠配成双酚钠水溶液作为水相,光气的有机溶液(如二氯甲烷)为另一相,以胺类(如四丁基溴化铵)作催化剂,在50℃下反应。反应主要在水相一侧,反应器内的搅拌要保证有机相中的光气及时地扩散至界面,以供反应。光气直接法比酯交换法经济,所得分子量也较高。 

  界面缩聚是不可逆反应,并不严格要求两基团数相等,一般光气稍过量,以弥补水解损失。可加少量单官能团苯酚进行端基封锁,控制分子量。聚碳酸酯用双酚A的纯度要求高,有特定的规格,不宜含有单酚和三酚,否则,得不到高分子量的聚碳酸酯,或产生交联。 

  聚碳酸酯的应用 

  PC可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工,最重要的加工方法是注塑。 

  成型之前必须预干燥,水分含量应低于0.02%,微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽,银丝和气泡,PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。冲击韧性高,因此可进行冷压,冷拉,冷辊压等冷成型加工。挤出用PC分子量应大于3万,要采用渐变压缩型螺杆,长径比1:18~24,压缩比1:2.5,可采用挤出吹塑,注-吹、注-拉-吹法成型高质量,高透明瓶子。 

  PC合金种类繁多,改进PC熔体粘度大(加工性)和制品易应力开裂等缺陷,PC与不同聚合物形成合金或共混物,提高材料性能。 

  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,照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。PC板可做各种标牌,如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指。

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