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我是聚碳酸酯,大家叫我PC,这是我的简历(请收藏)

一、简介

聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物,是透明的无色或微黄色强韧固体,透明性仅次于PMMA和PS,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。

聚碳酸酯的基本属性

中文名

化学式

聚碳酸酯

2,2'-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯

英文名

CSA

Polycarbonate

25037-45-0

没有特别说明,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,以下便是双酚A型聚碳酸酯的结构式。

图:2,2'-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯

主链上基团对PC的影响

1.苯撑基:庞大的刚硬基团,限定了分子链段的内旋;

2.酯基:强极性基团,提供了较大的分子间力使分子链互相束缚,削弱分子链柔性;

苯撑基和酯基决定了PC是属性刚性较强的大分子。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,抗形变能力强,力学强度高,耐溶剂性和耐水性好。


二、发展历史

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%



三、分类

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。无特别说明的情况下,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

根据用途,聚碳酸酯可分为防静电PC,导电PC,加纤防火PC,抗紫外线耐候PC,食品级PC,抗化学性PC。


图2:食品级PC粒子

四、合成工艺

图3:PC的合成方法



1.   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。更具体详情,可以点击蓝色链接进行查看:→全面解析-聚碳酸酯Polycarbonate(PC)

2.   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。关于国内PC原料的合成工艺,可以点击蓝色链接:→ 中国PC原料合成工艺获新进展打破国外垄断


五、成型工艺及注塑常见缺陷分析

1.成型工艺

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。成型之前必须预干燥,水分含量应低于0.02%,微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽,银丝和气泡,PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。

表2  聚碳酸酯成型工艺

成型工艺

应用

注塑成型

用于制造较精密的、冲击性能优良的中、小型制品

挤出成型

PC的板、管和棒等型材以及薄膜

中空吹塑

生产热水杯、包装容器等中空制品

2.   常见注塑缺陷分析

PC是一种较难加工的塑料。因此,在制品成型过程中往往会出现变色、黄纹、黑点、气泡、冷料斑、乱流痕等缺陷。

1)应力问题

(a)PC消除内应力开裂解决方案

(b)PC产品应力开裂的解决办法

(c)知晓的这八点小妙招能助您在PC注塑中减少内应力

2)射影、黑点等

(a)三菱PC透明制品色泽变成透明黑怎么回事?

(b)晶莹剔透PC注塑时出现有射影解决方案

图4:PC注塑时制品有射影案例

3)表面有起皮

【注塑】PC料不加玻纤却表面起纤是何故?


图5:PC料不加纤起皮

4)其他问题

(a)老师傅整理出的PC料注塑难题汇总(干货,超级实用!)

(b)PC-聚碳酸酯注塑常见缺陷分析及解决方法



六、PC的改性方向及主要生产商家

1.   PC为什么要改性?

改善应力开裂、流动性不佳

2.   PC的改性方向有哪些?

增韧、增强、阻燃和合金化等,更多关于PC改性的详情,可以点击蓝色链接进行查看:

(1)常见4类改性聚碳酸酯改性材料(PC)

(2)从PC/ABS、ABS领域专利统计说起:改性塑料行业没有人独统江湖

3.   改性品种有哪些?

表3 PC常见的改性品种

类型

目的

PC/ABS

可提高弯曲模量、耐热性、电镀性能等

PC/PETPBT

可改善耐药品性,耐溶剂料性等

PC/PMMA

加入有机玻璃可提高外观珠光色彩

PC/PA HIPS

提高冲击韧性、表面光洁度

PC/HDPE

改善耐沸水性、耐老化性、耐气候性,而LDPE效果较差

PC+GF

增强改性,提高机械强度

4.   主要生产商家

PC的主要生产商家主要有:沙特基础工业公司、拜耳、日本三菱、LG化学、台化出光、台湾奇美、韩国三星、嘉兴帝人、新加坡帝人、陶氏、三星第一毛织、俄罗斯喀山、泰国三菱、宁波浙铁大风化工等。更多详情,可以点击蓝色链接,进行查询:

1)宁波浙铁大风化工

5.1好消息:解读我国首个万吨以上聚碳酸酯装置投产

2)SABIC

以SABIC PC树脂为例,掌握牌号分类、命名与应用

3) 拜耳

(a)【收藏】德国拜耳公司模克隆(PC)牌号及应用大全

(b)→拜耳Apec是一种特殊的聚碳酸酯



六、应用

1.   汽车(优良抗冲击、抗热畸变性能,且耐候性好、硬度高)

适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件。用途主要集中在照明系统、仪表板、加热板、除霜器以及PC合金制的保险杠等。

a)门把手奥迪、大众等车内门把手为何选用电镀级PC/ABS?

图6:PC/ABS电镀门把手(图来源于锦湖日丽)

2.   电子电器(良好的电绝缘性、阻燃性、尺寸稳定性)

主要应用于重载插头座和墙壁插板、连接器、电子产品外壳、终端接线柱等。

a)3C行业

塑料何以“高大上”进入3C电子产品?以PC聚碳酸酯为例

b)手机外壳

无卤阻燃PC/ABS在手机外壳中的应用


图7:聚碳酸酯手机外壳(魅族)

3.   光学高透光率、高折射率、高抗冲击性、尺寸稳定性及易加工成型)

主要应用领域:光盘、镜片、照明

【视频】从PC颗粒到成品光盘,全程自动化的流水生产


图8:PC应用于照相机镜片

4.   建筑(高透、抗冲、耐温、耐紫外线、尺寸稳定)

应用于:PC板材


图9:PC板材用于建筑材料

5.   包装

PC在包装领域主要是制造20L左右的大水瓶。由于质量轻、抗冲击和透明性好,用热水和腐蚀性溶液洗涤处理时不变形且保持透明,除个别高消费市场外,PC瓶已取代玻璃瓶。


图10:PC瓶

6.   医疗器械

PC或其改性品种具有良好的韧性和刚性,同时兼有耐热、耐辐射性能,满足医疗领域的高温、高压消毒处理和经受高能辐射处理要求,主要用于制造人工血液透析设备、血液采集器、高压注射器、外科手术面罩及其它需在透明、直观条件下操作并需反复消毒的医疗设备中。


图11:PC应用于注射器


文章由艾邦高分子整理编辑

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