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硅共聚PC及其生产厂商一览

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PC是常见的工程塑料,但普通PC材料抗冲击性能差,耐化学性差,在很多领域都无法应用。通常采用的办法是,对普通PC进行改性,比如PC/ABS、PC/PBT合金,但是有时候会损失透明性,或者刚性。而通过共聚,可以获得更高性能的产品等。

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PC材料的发展趋势

PC共聚有多种类型,今天这里主要介绍商业化常用的——硅共聚PC。


一、什么是硅共聚聚碳酸酯



1969年GE公司首先开发聚硅氧烷(PDMS )共聚聚碳酸酯。聚硅氧烷分子中存在大量的硅氧键,主链柔性好,有良好的热稳定性、阻燃性,对氧气和氮气有选择透过性。


1:含硅共聚PC机理



常规PC与含硅PC合成单体都含有双酚A、光气,但含硅PC还与聚二甲基硅氧烷共聚而成。

我们都知道,聚碳酸酯中拥有庞大苯环的刚硬基团,限制了分子链段的内旋,并且强极性基团-COO(酯基),提供了较大的分子间力,使分子链互相束缚,进一步削弱了分子链的柔性。因此,聚合物的玻璃化温度和熔融温度较高,熔体粘度高,分子链在外力作用下不易滑移。并且,由于分子链中含有-COO(酯基),在有酸或有碱存在的条件下,酯能发生水解反应生成相应的酸或醇。所以,常规PC耐水解稳定性不高,对缺口敏感,耐划痕性较差,长期暴露于紫外线中黄变效果明显,并且PC容易受某些有机溶剂的浸浊。 

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图1 常规PC的合成机理 

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图2 常规PC的分子链

2:引入有机硅基团的优点

1) 增加柔性

引入有机硅基团,增加了结构单元的长度,降低了庞大苯环的刚性,增加了分子链的柔顺性,因此,提高了PC材料的流动性。

2) 改善耐水解性

要理解为何能改善耐水解性,有机硅氧烷“-Si-0-Si-”是一种疏水基团,并且有机硅化合物与无机硅酸盐材料之间有较强的化学亲和力,利用这个性能,可以有效的改变材料表面的特性,使之达到憎水效果。因此,在聚碳酸酯中接上有机硅氧烷结构,利用其独有的性能,从而使聚碳酸酯的耐水解性得到大大提高。

3) 改善耐高低温、阻燃、耐腐蚀等性能

由于有机硅独特的结构,兼备了无机材料与有机材料的性能,具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性。

因此在PC中接入有机硅,从而使PC的耐高低温性能提高,从而在-30℃~-40℃时,依然能保持常温下的力学性能;并且有机硅的耐氧化稳定性、耐候性特点,使PC的耐氧化性能提高;耐黄变性增强。

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图3 含硅PC的合成机理


                  


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图4 硅共聚PC的分子链


二、硅共聚聚碳酸酯主要生产厂商


1. SABIC



SABIC的共聚PC树脂,有低温抗冲,高韧性高流动,优异耐候性,阻燃低烟无毒,薄壁透明阻燃,高耐热,高耐热高透明易成型等类型,可用于汽车、医疗、消费电子等多个领域。

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图 SABIC的共聚PC树脂主要类型

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图 SABIC共聚PC在各行业的应用案例


2. 三养化学



三养化学是韩国第一家商业化生产Si-PC的厂家,其Si-PC能够在-60℃保持材料的韧性,并且具有良好的透光性,高抗冲击,阻燃和耐化学性,可用于汽车、电子电器等领域。

图片图 三养化学Si-PC材料特性



3. LG化学



LG化学也有推出含硅的共聚PC,超耐低温,在零下30度或更低环境下具有良好的冲击性能,并且流动性能与冲击强度平衡性更好,拥有长期稳定的物性,并具有优秀的阻燃性,可进一步扩大PC的应用领域。

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图  LG 含硅PC耐低温抗冲性能



4. 日本出光



出光专注于在聚碳酸酯聚合过程中聚合改性组分的共聚技术,通过化学键将即使在“低温”下也具有高流动性的柔性硅氧烷组分融入到聚碳酸酯分子链中,生产出硅氧烷共聚聚碳酸酯(Si-PC)——TARFLON NEO ™。

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与传统聚碳酸酯相比,具有“较低的缺口敏感性”和“抗裂缝性”,有望应用于传统聚碳酸酯树脂无法应用的各种应用。

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图 出光TARFLON NEO ™ 性能及应用



5. 万华化学



万华化学硅共聚PC具有优良的低温冲击韧性,良好的耐光热老化性能,优异的耐水性能,优异的耐溶剂性能,良好的透波性能,优异的加工性能,良好阻燃性等,在5G天线罩应用方面极具优势。
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6. 沧州大化



根据沧州大化7月12日晚间公告,其共聚硅PC产品于近日一次投料试车成功,成为国内第一家连续生产法生产共聚硅PC的企业。
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7. 伟的新材



伟的新材小批量生产硅氧烷PC及其合金增强材料,在-40℃低温与常温下性能稳定,抗UV耐候,户外稳定,高强韧、极高尺寸稳定,同时透波强信号干扰损失小,适合激光焊接,可用于新能源汽车、储能设备、轨道交通及5G通讯领域。

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现艾邦建有PC材料交流群,帝人、日写、东丽、科思创、巴斯夫、LG、帝斯曼等企业均已加入,欢迎产业链上下游的朋友入群探讨,共谋进步。


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