聚碳酸酯(PC)

聚碳酸酯(pc)

是分子主鏈中含有—【O-R-O-CO】—鏈節的熱塑性樹脂,按分子結構中所帶酯基不同可分為脂肪族脂環族脂肪一芳香族型,其中具有實用價值的是芳香族聚碳酸酯,並以雙酚 A型聚碳酸酯為最重要,分子量通常為3-10萬。 聚碳酸酯,英文名Polycarbonate, 簡稱PC。PC是一種無定型、無臭、無毒、高度透明的無色或微黃色熱塑性工程塑膠,具有優良的物理機械性能,尤其是耐衝擊性優異,拉伸強度、彎曲強度、壓縮強度高;蠕變性小,尺寸穩定;具有良好的耐熱性和耐低溫性,在較寬的溫度範圍內具有穩定的力學性能,尺寸穩定性,電性能和阻燃性,可在60~120℃下長期使用;無明顯熔點,在 220-230℃呈熔融狀態;由於分子鏈剛性大,樹脂熔體粘度大;吸水率小,收縮率小,尺寸精度高,尺寸穩定性好,薄膜透氣性小;屬自熄性材料;對光穩定,但不耐紫外光,耐候性好;耐油、耐酸、不耐強鹼、氧化性酸及胺、酮類,溶於氯化烴類和芳香族溶劑,長期在水中易引起水解和開裂,缺點是因抗疲勞強度差,容易產生應力開裂,抗溶劑性差,耐磨性欠佳。 PC可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、塗覆和機加工,最重要的加工方法是注塑。成型之前必須預乾燥,水分含量應低於0.02%,微量水份在高溫下加工會使製品產生白濁色澤,銀絲和氣泡,PC在室溫下具有相當大的強迫高彈形變能力。衝擊韌性高,因此可進行冷壓,冷拉,冷輥壓等冷成型加工。擠出用PC分子量應大於3萬,要採用漸變壓縮型螺桿,長徑比1:18~24,壓縮比1:2.5,可採用擠出吹塑,注-吹、注-拉-吹法成型高質量,高透明瓶子。PC合金種類繁多,改進PC熔體粘度大(加工性)和製品易應力開裂等缺陷, PC與不同聚合物形成合金或共混物,提高材料性能。具體有PC/ABS合金,PC/ASA合金、 PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/彈性體共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等,利有兩種材料性能優點,並降低成本,如PC/ABS合金中,PC主要貢獻高耐熱性,較好的韌性和衝擊強度,高強度、阻燃性, ABS則能改進可成型性,表觀質量,降低密度。PC的三大套用領域是玻璃裝配業、汽車工業和電子、電器工業,其次還有工業機械零件、光碟、包裝、計算機等辦公室設備、醫療及保健、薄膜、休閒和防護器材等。PC可用作門窗玻璃,PC層壓板廣泛用於銀行、使館、拘留所和公共場所的防護窗,用於飛機艙罩,照明設備、工業安全檔板和防彈玻璃。 PC板可做各種標牌,如汽油泵錶盤、汽車儀錶板、貨棧及露天商業標牌、點式滑動指示器, PC樹脂用於汽車照相系統,儀錶盤系統和內裝飾系統,用作前燈罩,帶加強筋汽車前後檔板,反光鏡框,門框套、操作桿護套、阻流板、PC被套用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉換裝置,電話線路支架下通訊電纜的連線件,電閘盒、電話總機、配電盤元件,繼電器外殼, PC可做低載荷零件,用於家用電器馬達、真空吸塵器,洗頭器、咖啡機、烤麵包機、動力工具的手柄,各種齒輪、蝸輪、軸套、導規、冰櫃內擱架。PC是光碟儲存介質理想的材料。PC瓶(容器)透明、重量輕、抗沖性好,耐一定的高溫和腐蝕溶液洗滌,作為可回收利用瓶(容器)。PC及PC合金可做計算機架,外殼及輔機,印表機零件。改性PC耐高能輻射殺菌,耐蒸煮和烘烤消毒,可用於採血標本器具,血液充氧器,外科手術器械,腎透析器等,PC可做頭盔和安全帽,防護面罩,墨鏡和運動護眼罩。PC薄膜廣泛用於印刷圖表,醫藥包裝,膜式換向器。

PC的分子站構特點:

1、分子具有對稱結構,簡單規整,可結晶,但結晶條件很嚴格,實際上不容易給晶,如PC在190℃下,最快時8天才能看到晶球,因此在一般成型條件下,PC為無定形結構。
2、PC鏈節重複單元較長,且存在苯環,限制了分子柔順性,因此玻璃化溫度,熔融溫度均較高,熔體粘度大。
3、PC鏈結構中,既有柔順的碳酸酯鏈,又有剛性的苯環相聯結結構,因此使PC具有許多其他工程塑膠所沒有的優點,即機械特性是韌而剛。
4、PC鏈中有羰基為極性基團,電性能稍差;鏈中有酯基,易吸濕,易水解。

PC的基本性質

PC的基本性質如表19所示。

pc的基本性質pc的基本性質

PC為無色或微黃色透明固體,在厚度為3.75毫米時,PC的透光率為75-90%,接近有機玻璃。折光指數為1.589。
PC的電絕緣性能良好,但低於PE、PS、聚四氟乙烯。
在室溫下能耐稀酸、油、脂肪烴、鹽類、氧化劑等,但胺、酮、酯、芳香烴能使之溶脹,易導致應力開裂。能溶於二氯甲烷,氯苯,二氧六環中。
PC的吸濕性較大,線膨脹係數為6一7×10-5/℃。
PC的成型加工性能如下:
首先PC料在成型加工之前,必須烘乾,因在室溫下PC的吸水性為0.35%,熔體粘度大且成型溫度高,所以烘乾使之含水量降至0.02%(即萬分之二),擠出成型時應採用排氣式擠出機,料斗存料量要少,料斗要預熱並抽真空。一般在120℃下烘乾8-24小時。
PC的熔體粘度對溫度和剪下速率不太敏感,所以一般採用高溫、高壓、快速成型法。但壓力過高易造成內應力。
PC的收縮率小,0.5-0.7%,所以模具設計時應在制品外壁設計上6度的錐度,另外主流道應粗而短,以利於高粘度流動。
模具溫度應高些,以利於製品緩慢冷卻消除內應力,注射模具溫度為90-120℃。PC製品必須進行熱處理,溫度100-130℃,8-24小時,製件厚時,熱處理時間長些,熱處理溫度低時,時間長些。

改性聚碳酸酯

改性PC的目的是為了增韌,改良成型加工性能,減少殘餘變形,增加阻燃性等,具體能改性PC的品種有:
PC/ABS可提高彎曲模量、耐熱性、電鍍性能等。
PC/PET、PBT工可改善耐藥品性,耐溶劑料性等。
PC/PMMA加入有機玻璃可提高外觀珠光色彩。
PC/PA、HIPS可提高衝擊韌性、表面光潔度。
PC/HDPE可改善耐沸水性、耐老化性、耐氣候性,而LDPE效果較差。
PC用玻纖或談纖維進行增強改性,提高機械強度。
並用溴類阻燃劑和三氧化二銻,可製成阻燃級PC。
其他和聚碸、芳香族聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯、聚苯乙烯都可以進行共混改性,達到經濟性和性能之間的平衡。

聚碳酸酯套用舉例

實例1:聚碳酸酯紡織紗管
選用光氣法生產的PC為原料,其中新料為80%,再生料為20%。
聚碳酸酯紡織紗管生產工藝流程如下:
配料→乾燥→注射→修整→拋光→熱處理→製品。
烘箱乾燥溫度115-120℃,16-20小時,物料在料盤上厚度為30毫米以下,使樹脂含水量在0.03%以下。
料筒三區溫度為200-220、250-280、260-290℃,噴咀溫度比料筒稍低些,低5-10℃。注射壓力4-6兆帕,成型周期25秒,熱處理溫度115-120℃,1小時,要採用倒懸式進行熱處理。
該紗管比木質紗管使用壽命長3倍、尺寸穩定、耐候性好,不起毛、光潔度好,能提供各種顏色的紗管,便於搞好班組經濟核算。
對子廢舊再生PC料,還可以進行增韌處理,頂替新料使用。可在再生PC料中,共混少量的尼龍樹脂,或高抗沖聚苯乙烯樹脂,可使製品的衝擊強度提高1倍以上,彎曲強度也有改善,對樹脂的加工性能、表面光鐸均有所提高。
此外,由於尼龍在熔融時粘度極低,能對共混體系中的顏料有優良的浸潤包復作用,破壞了顏料較子的聚集給構,增加了顏料分散性,為此可降低顏料用最的20%。
實例2:擠出聚碳酸酯板
PC料一定乾燥,使之含水量降到0.02%以下。PC板原料的分子量應選在3.5萬為好。
擠出機螺桿長徑比為20:1,桿中的加料段和計量段長度各占全長的25%,而且螺槽深度一定,壓縮段長度為全長的一半。螺桿壓縮比為2.5-3;螺槽深度一般應小於4毫米;用銷釘螺桿混煉效果更好。
過遮網組可採用80/120/200/120/80目型式。
衣架式機頭比較常用,但造價較貴。
片材的壓延方法有:水平方向擠出壓延片,傾斜方向擠出壓延片,向下或向上擠出壓延片。但目前最好的是:輥筒傾斜壓延法。
典型的PC板擠出條件:
機簡溫度260、280、300℃,機頭溫度2801C、壓延輥筒溫度:上輥121-135℃、中輥129-139℃、下輥132--150℃,螺桿轉速12-24轉/分,過濾網組40/60/100目。
PC板可用於汽車,飛機風擋玻璃,波紋板,折板,建築窗玻璃,體育設施天棚玻璃等。
其他:PC可和ABS共混,提高衝擊強度,ABS添加量為50%時,提高幅度最大。ABS含量過少時如3%,衝擊強度反而下降。
PC可和HDPE共混,共中HDPE含量為30%時共混效采較好,可改善衝擊強度,加工流動性能提高,易於充模。LDPE共餛效果很差,出現分層,不能使用。
PC還可做成薄膜,其抗穿刺強度高,適合於焊接。熱封:PC膜表面張力大,在印刷前不需進行電暈處理,電鍍性能也好。可用於醫藥,食品包裝,與紙板複合作裝飾板等。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們