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全面解析-聚碳酸酯Polycarbonate(PC)

2015-04-09 艾邦高分子

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聚碳酸酯Polycarbonate(PC)


生活中的聚碳酸酯



聚碳酸酯是指分子链中含有碳酸酯基的聚合物,可以看作是由二羟基化合物与碳酸的缩聚产物,通式为:


-R-代表生成聚碳酸酯的二羟基化合物的主体部分,

根据-R-基团的不同,聚碳酸酯可分为脂肪族、脂环族、芳香族以及脂肪-芳香族等几类型。

没有特别加以说明的情况下,通常所说的聚碳酸酯都是指双酚A型聚碳酸酯及其改性品种


化学名:2,2'-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯


工程塑料之一——聚碳酸酯(PC)的发展


1953年:拜耳公司首次获得聚碳酸酯(PC)。

1958年:拜耳公司以熔融酯交换法进行PC的中规模工业化生产。

1960年:美国通用公司半工业化投产

我国在1958年着手研发,1965年工业化建厂

80年代后,PC的应用需求迅速地增长,80年代的增长速度接近13%90年代保持在8~9%


聚碳酸酯(PC)的特点及用途


聚碳酸酯(PC)既具有类似有色金属的强度,同时又兼备延展性及强韧性,它的冲击强度极高,用铁锤敲击不能被破坏,能经受住电视机荧光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又极好,并可施以任何着色。

由于聚碳酸酯的上述优良性能,已被广泛用于各种安全灯罩、信号灯,体育馆、体育场的透明防护板,采光玻璃,高层建筑玻璃,汽车反射镜、挡风玻璃板,飞机座舱玻璃,摩托车驾驶安全帽。

用量最大的市场是计算机、办公设备、汽车、替代玻璃和片材,CDDVD光盘是最有潜力的市场之一。


聚碳酸酯的制备


由于自由状态的碳酸并不存在,因此双酚A型聚碳酸酯的制备通常采用酯交换或光气法来实现。

酯交换法:

在碱性催化剂、高温、高真空的条件下,使双酚A与碳酸二苯酯进行酯交换,脱出苯酚,缩聚成聚碳酸酯。


光气法:

将双酚A先转变成钠盐,以双酚A钠盐的NaOH水溶液为一相,以通入光气的二氯甲烷为另一相,在常温常压下进行界面缩聚。



聚碳酸酯的结构与性能



聚碳酸酯的性能


聚碳酸酯是透明的无色或微黄色强韧固体,透明性仅次于PMMAPS,透光率可达89%,无味、无毒,着色性好,可制成各种色彩鲜艳的制品。

热性能:

良好的耐热性和耐寒性:热变形温度高达130oC,且受负荷大小影响不大,可在-100~130oC长期使用

较好的热导率及比热容:塑料中居中等水平,但与金属材料相比,仍不失为良好的绝热材料。

力学性能:

典型的强韧聚合物,具有良好的综合力学性能,能在广阔的温度范围内保持较高的机械强度。其突出的特点是具有优异的抗冲击性和尺寸稳定性,但耐疲劳性和耐磨性较差,易产生应力开裂。抗蠕变性好,使PC尺寸稳定性非常好。

冲击强度:PS18倍,比HDPE7~8倍,是ABS2倍,可与玻璃钢相比

光学性能及耐旋光性:

通常呈非晶结构,无色透明,具有良好透光性。但材料表面硬度较低,耐磨性也不太好,表面容易磨毛而影响其透光率。PC对红外光、可见光和紫外光等低能长波光线一般都有良好的稳定性。

电性能:

弱极性聚合物,使其电性能低于PEPS等非极性塑料,但也不失为电性能较优的绝缘材料,特别是因其耐热性优于聚烯烃,可在较宽的温度范围内保持良好的电性能。

耐化学试剂及耐溶剂性:

聚碳酸酯是无定形聚合物,它的内聚能在塑料中居中等水平,具有一定的抗化学腐蚀能力和耐溶剂性。


聚碳酸酯的加工及应用


注塑成形:PC最重要的成形方法。

制品广泛用于汽车、建筑、纺织、医疗器械等各种领域。产中主要以设备零部件为主,也用于光盘,光安帽,防护玻璃等。

挤出成形:

挤出制品主要用于绝缘材料、防震玻璃以及二次加工和冷加工原料。

中空吹塑:

生产热水杯、包装容器等中空制品。


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