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聚碳酸酯 (Polycarbonates,PC)
聚碳酸酯(PC)是分子主链中含有碳酸酯结构的工程塑料,于1957年工业化,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。PC分子主链上的苯撑基是大共轭的芳香环,是分子主链上不能弯曲的刚性部分,阻碍分子的内旋转。醚基可增大链的 柔曲性;极性较大的羰基增加了分子间力,使分子链刚性有所加强,而电性能下降。酯基也是极性基,只能加大分子链的刚性,而且是PC极易溶于极性有机溶剂的一个重要原因。几个基团的综合作用,使PC分子链的刚性很大,致使Tg很较高,Tm、粘度也较高。
PC的生产方法:
商业上最重要的聚碳酸酯是以双酚A为原料,与光气反应或与碳酸二苯酯交换反应制成。
(1) 酯交换法
此法以双酚A和碳酸二苯酯为原料,分两步进行熔融缩聚,原理与涤纶生产相似。采用单体非等当量比,碳酸二苯酯过量进行端基封锁,排出苯酚以达到所需分子量。
(2) 光气直接法
此法将双酚A钠盐的水溶液与光气的有机溶液进行界面缩聚直接合成。由于界面缩聚不可逆,并不要求严格等当量比。以胺类为催化剂。加少量单官能团酚进行端基封锁,控制分子量。
采用光气法制得的PC分子量(比用酯交换法)高。
PC主要性能:
PC聚碳酸酯是透明的、微黄色或白色的刚硬而韧性的聚合物,密度为1.2g/cm3。分子量一般为2~10万,性能与分子量大小有关。PC的耐冲击性能,是热塑性塑料中最好的品种之一,比尼龙、聚甲醛高3~10倍,接近于酚醛和聚酯玻璃钢。PC具有良好的耐热性和耐低温性能,在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能,尺寸稳定性,电性能和阻燃性,可在-60~120℃下长期使用;由于分子链刚性大,树脂熔体粘度大;吸水率小,收缩率小,尺寸精度高,尺寸稳定性好,薄膜透气性小;属自熄性材料;对光稳定,但不耐紫外光,耐候性好;耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类,溶于氯化烃类和芳香族溶剂。
PC具有良好的透光性,透光率接近90%。
PC是无定型聚合物,无准确熔点,但有熔程(熔融温度为220~240℃)。
PC的缺点是制品极易开裂,一般为应力开裂和溶剂开裂。
PC与不同聚合物形成合金或共混物,提高材料性能。具体有PC/ABS合金,PC/ASA合金、PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/弹性体共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等,利有两种材料性能优点,并降低成本,如PC/ABS合金中,PC主要贡献高耐热性,较好的韧性和冲击强度,高强度、阻燃性, ABS则能改进可成型性,表质量,降低密度。
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