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什么是PC?

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。根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低,从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性,现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。 

图 PC板

聚碳酸酯的基本属性

中文名

聚碳酸酯

英文名

Polycarbonate

化学式

2,2'-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯

CSA

25037-45-0

更多介绍,请点击链接查看:

发展历史


聚碳酸酯从俄罗斯人实验室1859年发明到1958年GE和拜耳实现工业化生产花了整整100年。

1859年,俄国化学家布特列罗夫(Butlerov)首先合成出聚碳酸酯,其后, Einhorn曾再次试制出这种聚合物。

1881年,Birnbaun和Luria首次发表了聚碳酸 酯类缩合物的研究论文。

在布特列罗夫发现聚碳酸酯将近100年后,德国拜耳公 司(Bayer A . G.)和美国GE公司(General Electric Company)开始开发聚碳酸酯。这两家公司几乎同时开发,同时建厂。德国拜耳公司在其所属工厂的实验室在1953年试制成功,美国GE塑料公司(GE Plastic Company)科学家Daniel申 请了第一项聚碳酸酯专利,紧接着,GE公司也申请了专利。

拜耳公司和GE公司各自于1956年宣布建设生产聚碳酸酯的工厂。H.Schnell于1956年发表了关于 试制成功新型热塑性聚碳酸酯的报道。拜耳公司于1958年实现聚碳酸酯的工业 化生产,商品名为Makrolon ,GE公司于1959年推出商品名为Lexan的聚碳酸酯。

而2004年帝人和拜耳在中国建厂,把原本在发展中的国产化进程造成重大打击。纵观整个行业,工程塑料国产化很低,但凡你能生产,我就降低价格使得市场无法打开。之前国内有5000吨装置,后来关停了。

2011年底宁波浙铁大风化工有限公司引进国内外先进生产技术建设聚碳酸酯生产装置,并于2014年顺利投产,开启了国内聚碳酸酯行业的新篇章。浙铁这个万吨级的属于国内第一套非合资的装置,之后还有山东鲁西。  



生产技术及厂商

主要分为光气法和酯交换法,光气法主要包括溶液光气法(已淘汰)、光气界面缩聚法(仍占据主要产能),酯交换法包括传统熔融酯交换法(DPC由光气制备)、非光气熔融酯交换法(DPC酯交换制备)。

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。

PC的改性

要改善PC应力开裂、流动性不佳等问题,一般通过增韧、增强、阻燃和合金化等方向对PC进行改性。PC常见的改性品种如下图:

表2 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


应用及常见成型问题

聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展,已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品各自专用的品级牌号。

根据发达国家数据,聚碳酸酯PC板在电子电气、汽车制造业中使用比例在40%~50%,中国在该领域的使用比例只占10%左右,电子电气和汽车制造业是中国迅速发展的支柱产业,未来这些领域对聚碳酸酯的需求量将是巨大的。中国汽车总量多,需求量大,因而聚碳酸酯在这一领域的应用是极有拓展潜力的。

图 PC应用于前大灯灯罩

表3 PC的应用

应用领域

具体应用

相符特性

电子电器

食品加工机械,电动工具外壳、机体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸尘器零件

良好的电绝缘性、阻燃性、尺寸稳定性

汽车

轿车、轻型卡车的各种零部件。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、门把等。

优良抗冲击、抗热畸变性能,且耐候性好、硬度高

光盘、镜片、照相机、显微镜、望远镜及光学测试仪器、照明等,还可用于电影投影机透镜、复印机透镜、红外自动调焦投影仪透镜、激光束打印机透镜,以及各种棱镜、多面反射镜等

高透光率、高折射率、高抗冲击性、尺寸稳定性及易加工成型

PC

高透、抗冲、耐温、耐紫外线、尺寸稳定

包装

PC在包装领域主要是制造20L左右的大水瓶。

质量轻、抗冲击和透明性好

航空、

航天

飞机和航天器中的部件


医疗器械

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

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


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