聚碳酸酯(PC)是碳酸的聚酯類,碳酸本身并不穩定,但其衍生物(如光氣,尿素,碳酸鹽,碳酸酯)都有一定穩定性。按醇結構的不同,可將聚碳酸酯分成脂族和芳族兩類。
脂族聚碳酸酯。如聚亞乙基碳酸酯,聚三亞甲基碳酸酯及其共聚物,熔點和玻璃化溫度低,強度差,不能用作結構材料;但利用其生物相容性和生物可降解的特性,可在藥品緩釋放載體,手術縫合線,骨骼支撐材料等方面獲得應用。
聚碳酸酯耐弱酸,耐弱堿,耐中性油。聚碳酸酯不耐紫外光,不耐強堿。
根據-R-基團的不同,聚碳酸酯可分為脂肪族、脂環族、芳香族以及脂肪-芳香族等幾類型。無特別說明的情況下,通常所說的聚碳酸酯都是指雙酚A型聚碳酸酯及其改性品種。
根據用途,聚碳酸酯可分為防靜電PC,導電PC,加纖防火PC,抗紫外線耐候PC,食品級PC,抗化學性PC。
發展歷史:
1953年:拜耳公司獲得聚碳酸酯(PC)。
1958年:拜耳公司以熔融酯交換法進行PC的中規模工業化生產。
1960年:美國通用公司半工業化投產
我國在1958年著手研發,1965年工業化建廠
80年代后,PC的應用需求迅速地增長,80年代的增長速度接近13%,90年代保持在8~9%
沙伯基礎PC41R聚碳酸酯制品具有質量輕,抗沖擊和透明性好,用熱水和腐蝕性溶液洗滌處理時不變形且保持透明的優點。
工業上應用的聚碳酸酯主要由雙酚A和光氣來合成,其主鏈含有苯環和四取代的季碳原子,剛性和耐熱性增加,Tm=265-270℃,Tg=149℃,可在15-130℃內保持良好地力學性能,抗沖性能和透明性特好,尺寸穩定,耐蠕變,性能優于滌綸聚酯,是重要的工程塑料。但聚碳酸酯易應力開裂,受熱時易水解,加工前應充分干燥。
聚碳酸酯的制法有酯交換法和光氣直接法。
酯交換法:原理與生產滌綸聚酯的酯交換法相似。雙酚A與碳酸二苯酯熔融縮聚,進行酯交換,在高溫減壓條件下不斷排除苯酚,提高反應程度和分子量。
光氣直接法:光氣屬于酰氯,活性高,可以與羥基化合物直接酯化。光氣法合成聚碳酸酯多采用界面縮聚技術。雙酚A和氫氧化鈉配成雙酚鈉水溶液作為水相,光氣的有機溶液(如二氯甲烷)為另一相,以胺類(如四丁基溴化銨)作催化劑,在50℃下反應。反應主要在水相一側,反應器內的攪拌要保證有機相中的光氣及時地擴散至界面,以供反應。光氣直接法比酯交換法經濟,所得分子量也較高。
注射溫度
聚碳酸酯的熱加工特性有兩個方便之處:
有較高的熱穩定性和很寬的成型溫度范圍;由溫度變化引起粘度變化較大,由剪切速率變化引起粘度變化較小。即聚碳酸酯熔融流動性大受溫度變化的影響,而壓力的影響作用不大。
所以歷來都是把注塑溫度的調節作為順利進行成型和控制制件質量的必要而有效的手段。
但要注意,若溫度過低,因粘度大,供料不足,制件表面收縮或起波紋,無光澤,銀絲凌亂;溫度過高或高于320℃而停留時間過長,會造成嚴重降解,制件帶飛邊,轉為暗褐色,表面有銀絲暗條,斑點和紋跡,內部有氣泡,各種性能都變劣。 聚碳酸酯根據酯基的結構可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。
應用及常見成型問題:
聚碳酸酯的應用開發是向高復合、高功能、**化、系列化方向發展,已推出了光盤、汽車、辦公設備、箱體、包裝、醫藥、照明、薄膜等多種產品各自**的品級牌號。
根據發達國家數據,聚碳酸酯PC板在電子電氣、汽車制造業中使用比例在40%~50%,中國在該領域的使用比例只占10%左右,電子電氣和汽車制造業是中國迅速發展的支柱產業,未來這些領域對聚碳酸酯的需求量將是巨大的。中國汽車總量多,需求量大,因而聚碳酸酯在這一領域的應用是極有拓展潛力的。 聚碳酸酯是一種性能優良的熱塑性工程塑料,集透明、耐用等許多優良特性于一身,是五大工程塑料之一。沙伯基礎PC144R
PC聚碳酸酯塑料是幾乎無色的玻璃態的無定形聚合物,有很好的光學性。沙伯基礎PC144R
生產技術及廠商主要分為光氣法和酯交換法,光氣法主要包括溶液光氣法(已淘汰)、光氣界面縮聚法(仍占據主要產能),酯交換法包括傳統熔融酯交換法(DPC由光氣制備)、非光氣熔融酯交換法(DPC酯交換制備)。
PC的主要生產商家主要有:沙特基礎工業公司、拜耳、日本三菱、LG化學、臺化出光、中國臺灣奇美、韓國三星、嘉興帝人、新加坡帝人、陶氏、三星較早毛織、俄羅斯喀山、泰國三菱、寧波浙鐵大風化工等。
PC的改性:要改善PC應力開裂、流動性不佳等問題,一般通過增韌、增強、阻燃和合金化等方向對PC進行改性。PC常見的改性品種如下圖: 沙伯基礎PC144R
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