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1、聚碳酸酯,前言PC工程塑料是由双羟基化合物中之丙二酚(bisphenol-a)、碳酸盐化合物中之碳酸二苯酯(diphenylcarbonate)由酯交换法(熔融法)反应所聚合而成的聚碳酸酯树脂。是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变和尺寸稳定性好，耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。,什么是PC？,所谓PC，俗称“防弹玻璃”、“防弹胶”，在工程塑料领域一般是指聚碳酸酯（Polycarbonate）的英文缩写。在化学上，PC是指含有N个下面重复单位的高分子聚合物：这个东西其实很简单，简单地说，分
2、拆之后的个体类似于平时我们喝的可乐、雪碧里面的水气(里面含有二氧化碳气体和水)。,聚碳酸酯的合成与制备,在聚碳酸酯的合成工艺发展历程中，出现的合成方法颇多，如低温溶液缩聚法、高温溶液缩聚法、吡啶法和部分吡啶法等等，至今仍不断有新的合成方法报道，但已工业化、形成大规模生产的工艺路线并不多，这些方法或者不成熟，或者因成本较高而制约了实际应用m。目前世界上大部分生产厂家普遍采用界面缩聚法或熔融酯交换法，其中80%的生产厂家采用界面缩聚法。聚碳酸酯工业化生产工艺按照是否使用光气作原料可主要分为两大类。第一类是使用光气的生产工艺。第二类是完全不使用光气的生产工艺。,1 光气法,1.1 溶液光气法以光气和
3、双酚A为原料，在碱性水溶液和二氯甲烷(或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚，得到的聚碳酸酯胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得聚碳酸酯产品。此工艺经济性较差，且存在环保问题，缺乏竞争力，已完全淘汰。,1.2 界面缩聚法,二步界面缩聚法界面缩聚法合成聚碳酸酯化学原理：参与界面缩聚反应的两种单体是双酚A钠盐和光气，其化学反应式如上所示。按传统的方法，在实施上述反应时，一般分为两步，即光气化阶段和缩聚阶段，这便是通常所说的“二步界面缩聚法”。一步界面缩聚法近年来，“二步界面缩聚法”正在向“一步界面缩聚法”发展。在一步界面缩聚法反应过程中，在反应一开始就加入催化剂，由于催化剂显著地加速氯甲酸酯基团与酚
4、盐酯化的反应速度，故当双酚A钠盐光气化的同时，就伴随着缩聚反应的进行，而且几乎在光气化反应结束的同时，缩聚反应也随之结束。“一步法”光气界面聚合生产聚碳酸酯，反应速度快，双酚A、光气等原料消耗大大降低。工艺成熟、生产稳定、易于操控，是目前世界上比较成熟的合成聚碳酸酯方法之一。,1.3 酯交换法,酯交换法生产聚碳酸酯的聚合工艺，又称本体聚合法，最早由Bayer公司开发并工业化的，也是一种间接光气法工艺。酯交换法的生产工艺如下：以苯酚为原料，经界面光气化反应制备碳酸二苯酯；碳酸二苯酯在催化剂(如卤化锂、氢氧化锂、卤化铝锂及氢氧化硼等)存在下与双酚A进行酯交换反应得到低聚物，进一步缩聚得到聚碳酸酯，
5、反应过程分为酯交换阶段和缩聚阶段。酯交换阶段主要生成聚合度为3-6的齐聚物。在缩聚阶段，随着反应体系温度的升高和压力的降低，酯交换形成的齐聚物发生反应生成更高聚合度的聚碳酸酯由于在酯交换阶段和缩聚阶段的反应过程均为可逆平衡反应，为获得高相对分子质量的聚碳酸酯，必须不间断并尽可能多地从反应物系中移出反应生成的低相对分子产物或碳酸二苯酯。因而在熔融酯交换缩聚工艺中，除原料简单、无须使用溶剂，避免了繁杂的后处理工序外，对原材料双酚A的纯度要求很高、反应体系高温、高真空及反应后期体系的高粘度，成为其显著特点。,2 非光气法,非光气酯交换法与传统酯交换法在树脂聚合上是完全一样的，即由双酚A和碳酸二苯酯经
6、酯交。换和缩聚反应得到聚碳酸酯，区别是传统酯交换法的碳酸二苯酯是以光气为合成原料，而非光气酯交换法的碳酸二苯酯不以光气为合成原料，采用碳酸二甲酯经酯交换反应制得的。非光气化法生产碳酸二苯酯是目前研究最多的方法。其中一种是苯酚、一氧化碳和氧气的羰基化反应，在碱、溴化钯以及四配位基金属氧化还原助催化剂存在下，苯酚、一氧化碳、氧气反应，生成碳酸二苯酯非光气酯交换法是原料单体到产品的合成过程中都不使用光气为原料的一种聚碳酸酯合成工艺。该工艺为“绿色工艺”这种工艺的开发成功，是对传统酯交换聚碳酸酯合成工艺的一大突破。它避开了剧毒的光气作为原料，对操作人员和环境的安全都起到了积极的作用。,按用途类分类,类
7、型常见生产公司及商品名光盘级SABIC OQ1025三菱 H-4000水桶级SABIC PK2870拜耳 WB1239板材级SABIC 103R拜耳 3103医疗级SABIC HP1拜耳 RX2530眼镜级SABIC OQ4620拜耳 LQ2687食品级SABIC 244R陶氏 200-3,按分子量/流动性分类,按性能分类,性能 常见生产公司及商品名 阻燃 SABIC 940拜耳 6555 抗紫外线 SABIC 163R拜耳 2807 耐高温 SABIC 4301陶氏 4702-15 耐寒 SABIC EXL1414拜耳 1837 有特殊效果（有夜光、金属、钻石等光泽） SABIC FXL 4
8、602SABIC FXM 4602SABIC FXG 941A 抗静电 SABIC 925V 导电 SABIC 5875,PC的特性,1、刚硬而有韧性，具有高抗冲击性，高度的尺寸稳定性和范围很宽的使用温度、良好的电绝缘性及耐热性和无毒性，并且可以通过注射成型、挤出成型来获得预期的效果，所以发展十分迅速，目前世界年消费量已超过30万t。2、聚碳酸酯为透明、微黄色或白色的刚硬而韧的聚合物。燃烧时，慢燃，离火后慢熄，火焰呈黄色，黑烟碳束。燃烧后熔融、起泡，发出花果臭的气味。3、聚碳酸酯性能优良，具有良好的透光能力，其透光率接近90%。相对密度为1.20，比聚烯烃大，比聚甲醛、聚氯乙烯小，而与聚甲基丙
9、烯酸甲酯相近。4、比重:1.18-1.20克/立方厘米 成型收缩率:0.5-0.8% 成型温度：230-320 干燥条件：110-120 8小时 可在 -60120下长期使用。,PC的优点,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、H.D.T.高 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8、成形收缩率低、尺寸安定性良好 缺点:成形品设计不良易产生内部应力问题,PC加工工艺,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。,90%的产品都是采用注塑成型工艺的哦,1、加工成型,
10、注塑成型（又叫射出成型）成型原理图,1. 加工成型,注塑成型的机器主要有两种，下面是最常见的注塑机卧式注塑机，我们生活中见到的很多塑料制品都是由他生产出来的,1. 加工成型,其他类型的注塑机,1、加工成型,挤出成型成型原理图,挤出成型采用的PC相对分子质量较高，一般均在3.4万以上。挤出机螺杆选用渐变型，长径比一般取1820,1. 加工成型,吹塑成型,1. 加工成型,吹塑成型,1. 加工成型,吹塑成型,PC的工艺特性,1、塑料的处理PC的吸水率较大，加工前一定要预热干燥，纯PC干燥120，改性PC一般用110温度干燥4小时以上。干燥时间不能超过10小时。一般可用对空挤出法判断干燥是否足够。再生
11、料的使用比例可达20%.在某些情况下，可100%的使用再生料，实际份量要视制品的品质要求而定。再生料不能同时混合不同的色母粒，否则会严重损坏成品的性质。2、注塑机的选用现在的PC制品由于成本及其它方面的原因，多用改性材料，特别是电工产品，还须增加防火性能，在阻燃的PC和其它塑料合金产品成型时，对注塑机塑化系统的要求是混合好、耐腐蚀，常规的塑化螺杆难以做到，在选购时，一定要预先说明。,PC的工艺特性,3、模具及浇口设计常见模具温度为80-100，加玻纤为100-130，小型制品可用针形浇口，浇口深度应有最厚部位的70%，其它浇口有环形及长方形。浇口越大越好，以减低塑料被过度剪切而造成缺陷。排气孔
12、的深度应小于0.03-0.06mm，流道尽量短而圆。脱模斜度一般为30-1左右。4、熔胶温度 可用对空注射法来确定加工温度高低。一般PC加工温度为270-320，有些改性或低分子量PC为230-270。,PC的工艺特性,5、注射速度多见用偏快的注射速度成型，如打电器开关件。常见为慢速快速成型。6、背压 10bar左右的背压，在没有气纹和混色情况下可适当降低。7、滞留时间 在高温下停留时间过长，物料会降质，放也CO2，变成黄色。勿用LDPE、POM、ABS或PA清理机筒。应用PS清理。8、注意事项 有的改性PC，由于回收次数太多（分子量降低）或各种成分混炼不均，易产生深褐色液体泡。,PC的应用,
13、电子电器：聚碳酸酯是优良的E（120）级绝缘材料，用于制造绝缘接插件、线圈框架、管座、绝缘套管、电话机壳体及零件、矿灯的电池壳等。也可用于制作尺寸精度很高的零件，如光盘、电话、电子计算机、视频录象机、电话交换器、信号继电器等通讯器材。聚碳酸酯薄摸还被广泛用作电容器、绝缘皮包、录音带、彩色录象磁带等。,PC的应用,机械设备：用于制造各种齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆、轴承、凸轮、螺栓、杠杆、曲轴、棘轮，也可作一些机械部件护罩、罩盖和框架等零件。光学照明：用于制造大型灯罩、防护玻璃、光学仪器的左右目镜筒等，还可广泛用于飞机上的透明材料。,PC的应用,医疗器材：可作医疗用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、药品容器
14、和手术器械，甚至还可用作人工肾、人工肺等人工脏器其它方面：建筑上用作中空筋双壁板、暖房玻璃等；在纺织行业用作纺织纱管、纺织机轴瓦等；日用方面作奶瓶、餐具、玩具和模型等。,PC改性,改性PC就是将石油化工企业生产出的大批量通用树脂通过物理的、化学的、机械的方法，改善或增加其功能，在电、磁、光、热、耐老化、阻燃、机械性能等方面达到特殊环境条件下使用的功能。改性PC是涉及面广、科技含量高、能创造巨大经济效益的一个塑料产业领域。,为什么对PC改性？,PC材料拥有优良且均衡的韧性、强度、耐热性能、尺寸稳定性和表面光泽度，因而有着广泛的用途。PC材料具有较好的耐酸、耐油性能，但是不耐碱、强酸或者胺、酮类溶
15、剂，可溶于氯化烃和芳香族溶剂中，长期浸泡在水中易引起水解和开裂。对PC进行增韧、增强、阻燃和合金化等方式的改性，可以改善其后期应力开裂、流动性不佳的缺点以及进一步提升其阻燃性能、提高材料韧性和强度，极大的拓展了该材料的应用范畴,PC增强级,(专为PC 粉碎料改质为玻璃纤维强化级PC 设计) 玻璃纤维强化非阻燃级 PC,按以上比率混拌后直接押出造粒，不需添加其它加工助剂，需预先烘干作业。押出时需采低转速加工作业条件。,PC增强阻燃级,玻璃纤维强化阻燃级 PC,按以上比率混拌后直接押出造粒，不需添加其它加工助剂，需预先烘干作业。押出时需采低转速加工作业条件。 制作环保型钛/磷酸酯系玻璃纤维强化阻燃
16、级PC。钛/磷酸酯系阻燃剂的选用关系分散与热安定性，FR-A20 为本处建议牌号。抗滴垂助剂牌号的选用关系分散效果，MR38 为本处建议牌号,PC增韧级,中低端增韧PC,按以上比率混拌后直接押出造粒，不需添加其它加工助剂，需预先烘干作业。押出时需采低转速加工作业条件。,PC增韧级,中高端增韧阻燃PC,按以上比率混拌后直接押出造粒，不需添加其它加工助剂，需预先烘干作业。押出时需采低转速加工作业条件。 制作环保型钛/磷酸酯系玻璃纤维强化阻燃级PC。钛/磷酸酯系阻燃剂的选用关系分散与热安定性，FR-A20 为本处建议牌号。抗滴垂助剂牌号的选用关系分散效果，MR38 为本处建议牌号,PC合金,PC合金是利用物理共混或化学接枝的方法而获得的高性能、功能化、专用化的一类新材料。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合金产品可广泛用于汽车、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域,
