第7章 工程塑料PC

廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院高分子教研室廣東高校高分子材料加工工程技術(shù)開發(fā)中心陳大華二〇二〇年一月十日塑料材料與助劑第七章聚碳樹脂（PC）2第七章聚碳酸酯（PC）PC概述PC的結(jié)構(gòu)與性能PC的成型加工與應(yīng)用其他PC類塑料品種31、聚碳酸酯（PC）概述4聚碳酸酯為大分子鏈上含有碳酸酯型重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的一類聚合物，Polycarbonate,PC。聚碳酸酯是第二大通用工程塑料，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的產(chǎn)品，也是近年來增長速度最快的通用工程塑料聚碳酸酯概述凡分子鏈中含有碳酸酯基的聚合物，統(tǒng)稱聚碳酸酯。式中R可以是脂肪族、脂環(huán)族、芳香族或脂肪－芳香族。因此，理論上聚碳酸酯可以有很多品種。但作為工程塑料最有應(yīng)用價(jià)值的是芳香族聚碳酸酯，其中特別是以雙酚A型聚碳酸酯最重要，應(yīng)用也最普遍。雙酚A型聚碳酸酯因?yàn)橥瑫r(shí)具有優(yōu)異的韌性和較高的強(qiáng)度，俗稱防彈膠。概述雙酚A聚碳酸酯，Bayer公司在1958年首次工業(yè)化生產(chǎn)。目前國外生產(chǎn)商有SABIC、陶氏化學(xué)、拜耳、帝人、三菱等國內(nèi)生產(chǎn)商已打破國外壟斷，魯西化工、萬華化學(xué)、浙鐵大風(fēng)等快速崛起，規(guī)劃產(chǎn)能超過200萬噸。預(yù)計(jì)2022年國內(nèi)產(chǎn)能超過300萬噸。有可能在國內(nèi)成為第一大工程塑料。聚碳酸酯的發(fā)展簡史3.脂肪-芳香族PC2.脂環(huán)族PC熔點(diǎn)提高，溶解度下降，但結(jié)晶趨勢較大、性脆、機(jī)械強(qiáng)度仍不足，實(shí)用價(jià)值不大聚碳酸酯的分類4.芳香族PC原材料成本、制品性能、成型加工性能、經(jīng)濟(jì)因素等最具有產(chǎn)業(yè)化價(jià)值，尤以雙酚A型聚碳酸酯最為重要。1.脂肪族PC熔點(diǎn)低、溶解度大、親水、熱穩(wěn)定性差、機(jī)械強(qiáng)度不高，部分品種可生物降解。我們常說的PC一般就是指雙酚A型聚碳酸酯雙酚A型聚碳酸酯突出優(yōu)點(diǎn)：突出的沖擊韌性、常用塑料中最高，同時(shí)較高的強(qiáng)度和剛性。高透明性。良好的尺寸穩(wěn)定性。較寬的使用溫度范圍(-60～120℃)，優(yōu)良的耐寒性和耐熱性顯著缺點(diǎn)：易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，且容易應(yīng)力開裂，在溶劑誘導(dǎo)下尤其容易應(yīng)力開裂缺口敏感（特別是厚壁制品尤其明顯）加工流動(dòng)性差聚碳酸酯的主要合成方法酯交換法酯交換法又叫熔融縮聚法，系在堿性催化劑存在下，由雙酚A與碳酸二苯酯(1:1.05mol)在高溫、高真空度條件下，經(jīng)酯交換反應(yīng)(余壓1.33～6.65kPa;175～230℃)和縮聚反應(yīng)(余壓小于133Pa;295～300℃)而生成PC的一種工藝過程。光氣法

光氣界面縮聚法合成是在常溫常壓下，由雙酚A鈉鹽與光氣進(jìn)行界面縮聚得到PC，化學(xué)反應(yīng)式為

光氣法聚合工藝路線存在毒性等問題，需嚴(yán)格控制。聚碳酸酯的主要合成方法

2、聚碳酸（PC）的結(jié)構(gòu)與性能聚碳酸（PC）的結(jié)構(gòu)與性能要理解PC的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，必須要記住主鏈結(jié)構(gòu)三大特征大量的密集苯環(huán)：剛性大，體積效應(yīng)大酯鍵：易水解醚鍵：有一定的柔性小常識(shí)：凡是主鏈上含“環(huán)”(苯環(huán)、芳環(huán)、雜環(huán))多的高聚物，一般都具有較高的力學(xué)性能、耐熱性和較好的阻燃性聚碳酸（PC）的結(jié)構(gòu)與性能由于主鏈上含大量的酯基和醚鍵，所以PC是極性高聚物由于極性，所以易吸水；酯鍵的存在，在高溫下容易發(fā)生水解反應(yīng)而性能劣化，因此加工時(shí)要烘干。分子剛性大，加工時(shí)流動(dòng)性差，因此容易形成內(nèi)應(yīng)力，容易應(yīng)力開裂主鏈上含有大量的苯環(huán)，因此分子鏈剛性較強(qiáng)，因此PC有較高的力學(xué)強(qiáng)度和耐熱性；Tg為150oC。聚碳酸（PC）的結(jié)構(gòu)與性能由于主鏈上含大量的苯環(huán)，分子剛性較強(qiáng)；而醚鍵提供了一定的柔性，因此PC材料“以剛為主，剛?cè)岵?jì)”。具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能。特別是沖擊強(qiáng)度，常用塑料中最高?！胺缽椖z不是浪得虛名”主鏈上較多的苯環(huán)使得PC具有一定的阻燃性因?yàn)榉肿渔渼傂约氨江h(huán)的體積效應(yīng)，因此PC難以結(jié)晶，為無定形塑料，因此在成型加工時(shí)具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。聚碳酸（PC）的其他性能PC無味、無臭、無毒、透明的無定形聚合物。密度1.2g/cm3。PC燃燒時(shí)，結(jié)碳速度快，燃燒速度緩慢，離火后可以慢慢熄滅，火焰呈黃色，燃燒后熔融、起泡，發(fā)出花果臭氣味。PC具有良好的耐候性和耐老化性能由于是無定形極性塑料，所以PC較容易溶于極性有機(jī)溶劑。常用的溶劑是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯乙烷。

3、聚碳酸（PC）的成型加工與應(yīng)用PC的成型加工與應(yīng)用PC的成型方法以注塑、擠出、吹塑為主。PC在加工前必須干燥處理，使含水量小于0.02％。PC的熔體粘度高，流動(dòng)性差，PC熔體受剪切速率的影響小，對(duì)溫度變化非常敏感。加工溫度較高，一般都在250oC以上。PC的剛性大，制品中易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，需嚴(yán)格控制或?qū)χ破愤M(jìn)行退火處理。PC為無定形聚合物，成型收縮率低。制品翹曲變形小且尺寸穩(wěn)定好，有利于成型高精度的制品。PC的應(yīng)用PC應(yīng)用非常廣泛。最常見的就是照明燈具、手機(jī)塑料外殼、光盤、陽光板、鏡片等水桶、太空杯，奶瓶，由于雙酚A的問題，奶瓶現(xiàn)在已經(jīng)較少使用PC。電腦外殼和高檔的家用電器外殼大量使用PC或PC/ABS材料汽車中大量使用PC材料，如汽車車燈。

4、其他PC品種改性PC:玻纖增強(qiáng)PC、阻燃PC、PC/ABS合金等硅氧烷