聚碳酸酯合成及性能表征
聚碳酸酯的合成
聚碳酸酯的合成聚碳酸酯是一种重要的高分子材料，具有优异的物理性能和化学稳定性，广泛应用于塑料、纤维、涂料等领域。
下面将详细介绍聚碳酸酯的合成方法及其应用。
聚碳酸酯的合成方法有多种，其中最常用的是酸催化法和缩聚法。
酸催化法是将二酸和二醇反应，通过酸的催化作用使二酸和二醇缩合生成聚碳酸酯。
常用的二酸有对苯二甲酸、对苯二甲酸酐等，常用的二醇有乙二醇、丙二醇等。
缩聚法是将二酸和二醇在无溶剂条件下直接缩合生成聚碳酸酯。
酸催化法的合成步骤如下：首先将二酸和二醇加入反应容器中，加入少量的酸催化剂，然后在适当的温度下进行反应。
反应过程中，酸催化剂起到了加速反应的作用，使反应速度更快。
反应完成后，通过蒸馏或其他分离技术将产物纯化，得到最终的聚碳酸酯。
缩聚法的合成步骤如下：首先将二酸和二醇加入反应容器中，在无溶剂条件下进行反应。
反应过程中，通过加热使反应物发生缩聚反应，生成聚碳酸酯。
反应完成后，通过溶剂萃取、蒸馏等方法将产物纯化，得到最终的聚碳酸酯。
聚碳酸酯具有许多优异的性能，使其在各个领域得到广泛应用。
首先，在塑料领域，聚碳酸酯具有良好的可加工性和机械性能，可用于制造各种塑料制品，如包装材料、电子产品外壳等。
其次，在纤维领域，聚碳酸酯纤维具有优异的拉伸强度和耐磨性，可用于制造纺织品和高强度绳索。
此外，聚碳酸酯还可用于制备涂料、胶粘剂等。
聚碳酸酯的合成和应用不仅在工业上具有重要意义，也对环境保护和可持续发展具有积极作用。
聚碳酸酯作为一种可回收利用的高分子材料，可以通过物理和化学方法进行回收和再利用，减少对环境的污染。
此外，聚碳酸酯还可以通过生物降解的方式进行处理，最终分解为环境友好的物质，对环境无害。
聚碳酸酯是一种重要的高分子材料，具有广泛的应用前景。
通过酸催化法和缩聚法等合成方法，可以得到高品质的聚碳酸酯。
聚碳酸酯的应用涉及塑料、纤维、涂料等多个领域，具有优异的物理性能和化学稳定性。
同时，聚碳酸酯的合成和应用也对环境保护和可持续发展具有积极作用。
聚碳酸酯的性能以及成型参数
28
喷嘴温度
240~250
使用注射机类型
螺杆式
一、原料的干燥
1、原料烘干：普通烘干箱温度110—130，时间2—4小时，机顶料斗烘干箱温度100—120，要求水分含量低于0.03%。
2、判断水含量是否合格：看空注射的料条情况，物料通过塑化后由喷嘴流出来的料条应是均匀无色、无银丝和无气泡的细条；否则则是烘干不彻底。
Ø5+0.1 0
Ø5.10 -0.033
Ø10+0.28 0
10.270 -0.93
12+0.28 0
12.280 -0.93
26+0.50 0
26.520 -0.167
型芯的高度尺寸
6+0.28 0
Hm=[（1+Scp）Ls+0.75Δ]
6.240 -0.93
9+0.28 0
9.260 -0.93
中心距
20
±0.21
15
±0.18
3
±0.12
类别
名称
塑件尺寸
计算公式
工作尺寸
型腔计算
型腔的径向尺寸
350 - 0.56
Lm=[（1+Scp）Ls-0.75Δ]0+ z
34.77+0.187 0
180 -0.38
17.81+0.127 0
Φ150 -0.38
Φ14.8+0.127 0
型腔的深度尺寸
100 -0.1
二、注射工艺
1、注塑机调整成型参数（视原料分子量高低调整）：
料筒温度：前部250—31：比后部低10。
模具温度：70—120。
注射压力：70—140MPa。
聚碳酸酯的性质和聚合方法
聚碳酸酯一．聚碳酸酯的概述聚碳酸酯（PC）是一种无味、无毒、透明的无定形热塑性材料，是分子链中含有碳酸酯链一类高分子化合物的总称。
聚碳酸酯可分为脂肪族、脂环族、芳香族等几大类。
但因制品、加工性能及经济等因素的制约，目前仅有双酚 A 型的芳香族聚碳酸酯投入工业化规模生产和应用。
自从 1958 年聚碳酸酯商业化生产以来，其种类和用途两方面的研发均获得了巨大进展，因此其作为一种主要的热塑性工程塑料而广泛进入了国民经济的各个领域。
聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变，尺寸稳定性好，耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，被广泛用于电子电气、电动工具、交通运输、汽车、机械、仪表、建筑、信息存储、光学材料、医疗器械、体育用品、民用制品、保安、航空航天及国防军工等领域，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。
预测我国聚碳酸酯市场的年均增长率将达到 10.2%，至2010 年工程塑料需求量将接近 400 万 t。
聚碳酸酯产量年增长能达到 9%，销售量年增长将达10%。
1.聚碳酸酯的化学性质聚碳酸酯（PC）是碳酸的聚酯类，碳酸本身并不稳定，但其衍生物（如光气，尿素，碳酸盐，碳酸酯）都有一定稳定性。
按醇结构的不同，可将聚碳酸酯分成脂族和芳族两类。
脂族聚碳酸酯。
如聚亚乙基碳酸酯，聚三亚甲基碳酸酯及其共聚物，熔点和玻璃化温度低，强度差，不能用作结构材料；但利用其生物相容性和生物可降解的特性，可在药物缓释放载体，手术缝合线，骨骼支撑材料等方面获得应用。
聚碳酸酯耐弱酸，耐弱碱，耐中性油。
聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。
PC是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，这些基团可以是芳香族，可以是脂肪族，也可两者皆有。
双酚A型PC是最重要的工业产品。
PC是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。
PC高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为600~900J/m，未填充牌号的热变形温度大约为130°C ，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10°C。
PC(聚碳酸酯)主要性能说明
合性能如下：
a、机械性能：强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小（高温条件下也极少有变化）；
b、耐热老化性：增强后的UL温度指数达120~140℃（户外长期老化性也很好）；
c、耐溶剂性：无应力开裂；
d、对水稳定性：高温下遇水易分解（高温高湿环境下使用需谨慎）；
e、电气性能：
1、绝缘性能：优良（潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料）；
2、介电系数：3.0-3.2；
3、耐电弧性：120s；
f、成型加工性：普通设备注塑或挤塑。
PC塑料的粘接
根据不同需要，可以选择以下粘合剂：
1.G-933：单组分常温固化软弹性防震粘合剂，耐高低温，不同粘度粘接速度几秒至几个小时固化完毕。
2. KD-833瞬间粘接剂，可以数秒钟或数十秒钟快速粘合PC塑料，但胶层硬脆，不耐60度以上热水浸泡。
3. QN-505，双组分胶，胶层柔软，适合PC塑料大面积粘接或复合。
但耐高温性能较差。
4.QN-906：双组分胶，耐高温。
5.G-988:单组份室温硫化胶，固化后是弹性体具有优秀的防水，防震粘合剂，耐高低温，1-2mm厚度的话，10分钟左右初固，5-6小时基本固化，有一定的强度。
完全固化的话需要至少24小时。
单组份，不需要混合，挤出后涂抹静置即可，无需加温。
6.KD-5606：UV紫外线固化胶，粘合透明PS片材及板材，可达无痕迹效果，需要用紫外线灯照射固化。
粘后效果美观。
但耐高温性能较差。
聚碳酸酯
主讲人：徐永昌 PPT制作：王业贵 徐永昌 资料收集：于兴水 郑波波 邹斌 应用化学一班
聚 碳 酸 酯
聚碳酸酯Polycarbonate
聚 碳 酸 酯
物化性质
熔点： 220~230℃（结晶） 沸点： 784.3°C at 760 mmHg 闪点： 442°C 蒸汽压： 6.56E-26mmHg at 25°C
2
+ 2 H 2O
光 气
工业法
O H + NaO H O N a + H 2O
O 2 O N a + C O C l2 O C O + 2 NaCl
(2) 酯交换法合成
2 O H + C H 3O CO
腐蚀状况减轻,无毒;产率较低
O OCH3
1 5 0 -2 5 0 ℃ C at.
O
C
O
+ 2 C H 聚碳酸酯棒、聚酯瓶(饮料用)、聚碳酸
酯饮水瓶、聚碳酸酯板、PC系列工程 塑料
聚 碳 酸 酯
GF/PC高压枪外壳
PC 头 盔
PC加工件
外 壳
PC组合配电箱
聚 碳 酸 酯
产品用途：
用作电子电气零部件、机械纺织工业零件、建筑结构件、航空透明 材料及零部件、泡沫结构材料等
汽车 办公设备
电子电器
医疗器械
PC 的 应 用
光学
航空航天 包装
建筑
聚 碳 酸 酯
参考文献
⑴《高分子化学》增强版，潘祖仁主编
⑵/ 中国化工网
⑶/view/392107.htm 百科之聚碳酸酯化学性状 无毒、无臭、无色至淡黄色透明的固体。 熔点 220~230℃（结晶） 相对密度 1.2 溶解性 溶于二氯甲烷和对二恶烷，稍溶于芳烃和酮等。聚碳酸 酯耐弱酸，耐中性油；聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。
聚碳酸酯的合成及性能表征
非光气熔融酯交换缩聚法
05
LG化学公司的非光气技术
04
尿素一甲醇法
03
气相氧化羰化法
02
液相氧化羰化法
01
二氧化碳—甲醇法
该方法由日本旭化成公司开发成功。它是以二氧化碳(CO：)和环氧乙烷(EO)反应得到碳酸乙烯酯(EC)，催化剂为四元氨盐(四乙基氨溴化物等)，再与甲醇酯交换制备出C，DMC再与苯酚反应生成DPC。DPC最后再与BPA聚合反应得到PC产品。该方法因环氧乙烷可高选择性、高转化率地转化为乙二醇．可用于生产聚酯或单独作为产品外卖：另外一个优点是甲醇基本上可转化为DMC。整个工艺过程仅消耗EO、C02和BPA，中间产品EC、DMC、甲醇、DPC和苯酚的收率和选择性均可以达到99％以上。
聚碳酸酯的合成及性能表征
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简介
聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，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的了工业化生产。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。
材料光学性能的表征
测量材料的光吸收谱
使用 UV-3600 紫外光谱仪，以干净的载波片作为参比，测定了其制得的聚碳酸酯薄膜的光吸收谱。
折射率与膜厚的测量
测量波导的折射率和厚度使用的是 SPA-4000 棱镜耦合仪。在TE 模式下测量了波长在632.8 nm 和1 550 nm（即通信波段）下的折射率和膜厚。
02
光气(界面缩聚)法
双酚A与NaOH溶液反应,制成双酚A 钠盐。将双酚A钠盐送入光气反应釜,通入有机溶剂二氯甲烷,在光气反应釜中形成有机相和无机相二相,光气溶于二氯甲烷中,双酚A和光气在有机相和无机相的界面进行反应生成聚碳酸酯齐聚物,然后在缩聚釜中将低分子聚碳酸酯缩聚成高分子聚碳酸酯。产物聚碳酸酯进入有机相被溶解,副产物氯化钠溶于无机相。有机相经洗涤、脱盐、脱溶剂、沉淀燥等工序后聚碳酸酯成粉状,再经挤出造粒而形成聚碳酸酯树酯。
高分子材料聚碳酸酯
应用
汽车领域
聚碳酸酯在汽车领域中得到了广泛应用，如 前照灯罩、挡风玻璃、仪表盘等。其高透明 性和耐候性能保证了驾驶的安全性和舒适性 。此外，聚碳酸酯还具有优异的抗冲击性能 和耐化学腐蚀性能，适用于制造汽车零部件 和防护材料
应用
电子领域
聚碳酸酯在电子领域中常用于制 造电子外壳、电路板等。其良好 的电绝缘性能和耐化学腐蚀性能 保证了电子产品的安全性和稳定 性。此外，聚碳酸酯还具有良好 的加工性能和表面装饰性，适用 于制造精密零件和表面处理
程如下
合成
A
将双酚A和光 气溶解在有 机溶剂中： 形成均相溶
液
B
在催化剂的作 用下：双酚A 和光气发生缩 聚反应，生成 低分子量的聚
碳酸酯
C
通过去除溶 剂和未反应 的光气：得 到高分子量 的聚碳酸酯
树脂
2PART 2
性能
性能
1
聚碳酸酯具有优异的机械性能、光学性能和加工性能
其抗冲击强度高，尺寸稳定，具有良好的电绝缘性能
应用
航空航天领域
聚碳酸酯在航空航天领域中用于 制造结构件和防护材料。其高强 度、高耐热性和良好的抗冲击性 能满足了航空航天领域的高性能 要求。此外，聚碳酸酯还具有低 吸水性和低热膨胀系数等特点， 适用于制造精密零件和防护玻璃 等
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20XX
高分子材料聚碳酸 酯
汇报人：xxx
-
1 合成 2 性能 3 应用
高分子材料聚碳酸酯
聚碳酸酯是一种重要的高分子材料，具有良好 的机械性能、光学性能和加工性能，广泛应用
于汽车、电子、航空航天等领域
下面将对聚碳酸酯的合成、性能及应用进行详 细介绍
1PART 1
合成
聚碳酸酯PC资料
<二> 聚集态结构 1. 基本特征
分子链比较 刚硬
PC很难结晶、是无定形高分 子材料
分子间有较强 的作用力
2. 超分子结构
Flory提出的无定形高聚物的 无规线团结构模型。
最长2微米
PC容易形成分子链束——原纤维结构
宽0.05微 米
微空隙
低密度区 原纤维结构
PC是有进入和未进入原纤维结构高分子组成的无 定形高分子材料。
聚碳酸酯 Polycarbonate，PC
聚碳酸酯
一、聚碳酸酯简介 二、聚碳酸酯的合成 三、聚碳酸酯的结构 四、聚碳酸酯的性能 五、聚碳酸酯的应用
一、聚碳酸的简介
聚碳酸酯是五大通用工程塑料之一，其产量和消费 量居工程塑料第一位。其综合性能优异，尤其具有突 出的抗冲击性、透明性和尺寸稳定性，优良的机械强 度和电绝缘性，较宽的使用温度范围（-60~120℃） 等，是其它通用工程塑料无法比拟的。因此自从工业 化以来，颇受人们的青睐。目前世界上聚碳酸酯产能 已达250万~280万吨，年需求量为300万吨左右，已 在国民经济各个领域，包括电子、电气、汽车、建筑、 办公机械、包装、运输器械、医疗保安、日用百货、 食品等部门内获得了普遍应用，并呈现出不断扩大的 势头。
聚碳酸酯(PC)是分子链的重复结构单元为碳酸酯 的聚合物。对于二羟基化合物线性结构的聚碳酸 酯，其通式为：
式中R代表二羟基化合物HO-R-OH的母核，随着R集 团的不同，可分为：
⑴ 脂肪族聚碳酸酯：（R为 [CH2]m）熔点低，亲 水性强，热稳定性和力学强度稍差，不能作为工 程塑料使用。
⑵ 脂肪-芳香族聚碳酸酯 ：（在脂肪族聚碳酸酯中 含有芳香环）结晶能力强，性脆，力学强度差，实 用价值不大；
三、PC的性能