聚碳酸酯(PC).PPT解析
聚碳酸酯(PC)的各种性能及其成型特性(个人总结含图表)
•聚碳酸酯（PC）的性能聚碳酸酯（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，也可以两者皆有。
双酚A型PC是最重要的工业产品。
双酚A型PC是一种无定形的工程塑料，具有良好的韧性、透明性和耐热性。
碳酸酯基团赋予韧性和耐用性，双酚A基团赋予高的耐热性。
而PC的一些主要应用至少同时要求这两种性能。
表2-30列出了通用级聚碳酸酯的性能。
表2-30 通用级聚碳酸酯的性能力学性能聚碳酸酯的缺点是耐疲劳强度较低，耐磨性较差，摩擦因数大。
聚碳酸酯制品容易产生应力开裂，内应力产生的原因主要是由于强迫取向的大分子间相互作用造成的。
如果将聚碳酸酯的弯曲试样进行挠曲并放置一定时间，当超过其极限应力时便会发生微观撕裂。
在一定应变下发生微观撕裂时间与应力之间的关系依赖于聚碳酸酯的平均相对分子质量。
如果聚碳酸酯制品在成型加工过程中因温度过高等原因发生分解老化，或者制品本身存在缺口或熔接缝，以及制品在化学气体中使用，那么，发生微观撕裂的时间将会大大缩短，其极限应力值也将大幅度下降。
热性能聚碳酸酯的耐热性较好，未填充聚碳酸酯的热变形温度大约为130℃，玻璃纤维增强后可使这个数值再增加10℃。
长期使用温度可达120℃，同时又具有优良的耐寒性，脆化温度为-100℃。
低于100℃时，在负载下的蠕变率很低。
聚碳酸酯没有明显的熔点，在220-230℃呈熔融状态。
由于其分子链刚性大，所以它的熔体粘度较高。
电性能聚碳酸酯由于极性小，玻璃化转变温度高，吸水率低，因此具有优良的电性能。
表2-31列出了通用级聚碳酸酯的电性能。
表2-31 通用级聚碳酸酯的电性能耐化学药品性能聚碳酸酯对酸性及油类介质稳定，但不耐碱，溶于氯代烃。
PC有较好的耐水解性，但长期浸入沸水中易引起水解和开裂，不能应用于重复经受高压蒸汽的制品。
PC易受某些有机溶剂的侵蚀，虽然它可以耐弱酸、脂肪烃、醇的水溶液，但可以溶解在含氯的有机溶剂中。
聚碳酸酯(PC)
酯交换法需用催化剂，分两个阶段进行： 第一阶段，温度180-200℃，压力270-400Pa，反应1-3h,转化率为80%90%； 第二阶段，290-300℃,130Pa以下，加深反应程度。起始碳酸二苯酯应 过量，经酯交换反应，排出苯酚，由苯酚排出量来调节两基团数比，控 制分子量。
制备方法-光气法
聚碳酸酯无色透明，耐热，耐冲击性 能好，折射率高，加工性能好，阻燃 性能好。
聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨 损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进 行特殊处理。
一、概述-化学性质
聚碳酸酯耐弱酸，耐弱碱，耐中性油。不耐紫外光，不耐强碱，不耐强酸， 但是改性后耐酸耐碱。 耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长 期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样， PC 容易受某些有机溶剂的侵 蚀。
性能。
应用
汽车制造业
聚碳酸酯具有良好的抗冲击、抗热畸变性能，而且耐候性好、硬度高，因此适用于生产轿车和轻型卡车的 各种零部件，其主要集中在照明系统、仪表板、加热板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保险杠等。 根据发达国家数据，聚碳酸酯在电子电气、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。
应用
医疗器材
可作医疗用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、药品容器和手术器械，甚至还可用作人工肾、人工肺等人工脏 器。
此外还有光学透镜行业，LED照明行业等也应用了聚碳酸酯。
双酚A安全性争议
由于制造聚碳酸酯中需要添加双酚 A ，而双酚 A 作为一种化工原料， 2008 年 4 月 18 日已经被加拿大联邦政府正式认定为有毒物质，并严禁在食品包装中添加，所以， 聚碳酸酯的安全性是值得注意的问题 。欧盟认为含双酚 A 奶瓶会诱发性早熟，从 2011 年 3 月 2 日起，禁止含生产化学物质双酚 A(BPA ）的婴儿奶瓶。中国卫生部等部 门发布公告称， 2011 年 9 月 1 日起禁止进口和销售聚碳酸酯婴幼儿奶瓶和其他含双酚 A的婴幼儿奶瓶，由生产企业或进口商负责召回。
聚碳酸酯PC
（三）电性能
（四）耐化学腐蚀及吸水性 （五） 耐候性
（六）光学性能
（一）物理力学性能
纯聚碳酸酯树脂是一种无定形、无味、无臭、无毒、透明 的热塑性聚合物，分子量一般在20000-70000范围内，相 对密度1.18-1.20，玻璃化转变温度140-150 ℃，熔程 220-230 ℃。 机械性能优良，尤为突出的是它的冲击强度和尺寸稳定性 ，在广阔的温度范围内仍能保持较高的机械强度； 其缺点是耐疲劳强度和耐磨性较差，较易产生应力开裂现 象。
聚碳酸酯的应用
1电子与电器领域 2. 玻璃/板材方面 3. 光学材料方面 4. 汽车方面 5. 其它方面的应用
电子与电器领域
由于PC在较宽的温度、湿度范围内具有良好而恒定的电绝 缘性，且阻燃性和尺寸稳定性良好，在电子电器领域的应 用更为广阔。最大应用是制造插接件，用于重载插头座和 墙壁插板、连接器、调制调节器外壳、终端接线柱、光纤 电缆缓冲管等。
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。
（二）热性能
具有较好的耐热性和耐寒性，可以在-100～130oC范围内使用 ；强度随温度的变化较小；线膨胀系数较小；导热性在聚合 物中居中。
（三）电性能
PC的分子极性小，Tg高，吸水性低，因此具有优良的电 绝缘性能，PC的介电常数在较宽范围内保持不变，适合做 电容器，电性能优良。
PC和PMMA材料特性PPT课件
3.机械性能
PC的力学性能优良，尤其是冲击性能优异，在很宽范围内 能保持较好的尺寸稳定性。
PC的冲击强度在目前使用的热塑性通用和工程塑料中非常 突出。
PC的耐蠕变性优于PA和POM，尺寸稳定性高，而耐疲劳强度 较低、缺口敏感性高、耐磨性较差。
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4.化学性能
PC具有一定的耐化学药品性，对有机酯、稀无机酸、 盐类、油、脂肪烃及醇都比较稳定；
材料特性
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1. 发展简史
人们开展聚碳酸酯（PC）的研究工作已有近120年的历史了。 早在1881年，K. Birnbaum和C.Lurie就制得了碳酸酯缩合物。
1940年，美国
Байду номын сангаас
(杜邦)公司的Peterson成功地制得了可制成
纤维和薄膜的高分子量聚碳酸酯并取得了美国专利。可以说，这是关于聚碳
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1.光学性能
PMMA最大的特点是具有优异的光学性能，这也是其俗 称“有机玻璃”的由来。
PMMA
折射率 1.49
透光率92%
无机硅酸盐玻璃 折射率 1.5左右 透光率80%
主要是因为它是无定形聚合物，质地均匀，其内部分子 排列方式不会影响进入内部的光线在各个部分通过时的速度， 光线能够以同样的速度前进，不会四面分散，互相干扰。
•分子量/流动性
•具体性能
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按用途分类
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按分子量/流动性分类
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按性能分类
在高端PC产品方面， 毫无疑问，SABIC是 公认的全球第一
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3、PC的性能
12.交联性 11.相容性 10.透气性 9.稳定性 8.电性能
聚碳酸酯(PC)简介资料 共22页
1. 什么是聚碳酸酯
作为商品销售，PC一般有粉状和颗粒状两种：
目前市面上的PC商品以颗粒状为主
2. 聚碳酸酯的分类 及地位
目前而言，没有权威机构制定出PC的统一分类标准。 为便于理解，我们可以从以下几个方面对PC进行大致分类： •分子量/流动性 •具体性能
按分子量/流动性分类
3. 聚碳酸酯的用途
SABIC FXL 4602 SABIC FXM 4602 SABIC FXG 941A
抗静电 导电
SABIC 925V SABIC 5875
……
……
2. 聚碳酸酯的分类 及地位
2. 聚碳酸酯的分类 及地位
第二部分 聚碳酸酯的合成和应用
1.聚碳酸酯的合成
工业上应用的聚碳酸酯主要由双酚A和光气来合成，其主链含有苯环和 四取代的季碳原子，刚性和耐热性增加，Tm=265-270℃，Tg=149℃， 可在15-130℃内保持良好地力学性能，抗冲性能和透明性特好，尺寸 稳定，耐蠕变，性能优于涤纶聚酯，是重要的工程塑料。但聚碳酸酯 易应力开裂，受热时易水解，加工前应充分干燥。 聚碳酸酯的制法有酯交换法和光气直接法。 （1）酯交换法 原理与生产涤纶聚酯的酯交换法相似。双酚A与碳酸二苯酯熔融缩聚， 进行酯交换，在高温减压条件下不断排除苯酚，提高反应程度和分子 量。 酯交换法需用催化剂，分两个阶段进行：第一阶段，温度180-200℃， 压力270-400Pa，反应1-3h,转化率为80%-90%；第二阶段，290300℃,130Pa以下，加深反应程度。起始碳酸二苯酯应过量，经酯交 换反应，排出苯酚，由苯酚排出量来调节两基团数比，控制分子量。 苯酚沸点高，从高粘熔体中脱除并不容易。与涤纶聚酯相比，聚碳酸 酯的熔体粘度要高得多，例如分子量3万，300℃时的粘度达600Pa·s， 对反应设备的搅拌混合和传热有着更高的要求。因此，酯交换法聚碳 酸酯的分子量受到了限制，多不超出3万。
PC和PMMA材料特性课件
9.稳定性
PC加工温度高(300℃或更高)，在存在水、铁或残余碱等 杂质的情况下，树脂易变黄，分子量降低。碱的存在会引起变 黄、支化和交联。
PC吸水性高于聚烯烃，但不影响尺寸稳定性。一般PC吸 水率0.15%，25℃是吸水率0.34%，100℃时为0.48%。能耐 60℃热水，在更高温度水中易开裂。树脂中杂质可以与水反应， 降低机械性能。
Tg：无定形聚合物的状态，玻璃态——高弹态——黏流态。
6.光学性能和耐辐射性
PC无色透明，透光性高， 透光率大于87%，最高可达 90%以上；折射率随温度的 变化呈直线关系。由于折 射率高，韧性高，适宜制 作精密光学仪器。
PC的耐辐射性能欠佳， 高剂量辐射会使PC薄膜的 高温机械强度明显下降。
PC材料不变形监视窗
酸酯研究开发方面的第一件专利。
1953年10月前西德
(拜耳)公司H.SchneB在Uerdingen工厂首次
获得了具有实用价值的热塑性高熔点线形聚碳酸酯并立即在本国申请了专利；
接着，于1954年借助比利时专利公布了有关制造方法。1956年，H.SchneLL
在汉堡公开了双酚A型聚碳酸酯的详细研究论文。1958年，拜耳公司便以中
1.结晶性
PC大分子链较僵硬，结晶较困难，一般为无定型聚合物， 但分子量较低时有结晶趋势。
2.吸水性
PC大分子链上堆砌了大量苯环且极性低，其吸水性在 通用工程塑料甚至所有热塑性塑料中都是较小的。
3.机械性能
PC的力学性能优良，尤其是冲击性能优异，在很宽范围内 能保持较好的尺寸稳定性。
PC的冲击强度在目前使用的热塑性通用和工程塑料中非常 突出。
(三养株式会社）1989年开始生产工程塑料，引进三菱技术
（湖南石化公司）2005年引进
聚碳酸酯-PC材质介绍
聚碳酸酯简介论文课程名称：高分子材料导论专业：材料科学与工程学生姓名：学号：指导老师：2015 年11月聚碳酸酯-PC简介聚碳酸脂（PC - Polycarbonate）中文名称：聚碳酸酯（又作：聚碳酸脂）英文名称:Polycarbonate结构：-[-O-(C6H4)-C(CH3)2-(C6H4)-O-CO-]n-聚碳酸酯结构图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。
聚碳酸酯也叫聚碳酸脂（Polycarbonate）常用缩写PC化学名：2,2'-双（4-羟基苯基）丙烷聚碳酸酯CAS编号：25037-45-0化学性质聚碳酸酯耐弱酸，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的弯曲模量可达2400MPa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。
低于100°C 时，在负载下的蠕变率很低。
PC有较好的耐水解性，但不能用于重复经受高压蒸汽的制品。
PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。
和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。
物理性质密度：1.20－1.22 g/cm^3 线膨胀率：3.8×10 cm/cm°C 热变形温度：135°C 低温-45度聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。
聚碳酸酯PC
应 用
汽车工业10%
机械零件
建筑材料20%
电子电器领 域38%
看资料念
光学材料领域
医疗器械及食 品工业领域
应 用
预测今后建筑、汽车和光盘为PC三大市场 根据发达国家数据，聚碳酸酯在电子电气、 汽车制造业中的使用比例在40％～50％ 我们国家相对较落后，仅占10%左右
2020/6/19
最早用双酚A型PC作人工肾与人工颅骨，但由于其难以降解，现已被淘汰。 现在多使用脂肪族PC。 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。
无定性聚合物，具有优异的透明性。
双 酚
合 成
型
目前工业上使用的方法主要有两种——光气界面缩聚法和 熔融酯交换缩聚法。
A PC
光气界面法：传统工艺为二步法，后来改为一步法工 艺，近来多使用环状聚合物的开环聚合来生产。
双 酚
合 成
熔融酯交换缩聚法：参与反应的两种单体分别为双酚
A PC
型
A和碳酸二苯酯，其反应过程可分为酯交换阶段和缩聚阶段。 在酯交换反应和缩聚反应中，其反应过程均为可逆平衡反应。
PC-聚碳酸酯
2012.12.2
简介
聚碳酸酯也叫聚碳酸脂（Polycarbonate），常用缩写PC，含有按照结构可分为 三大类：脂肪族、芳香族和脂肪族-芳香族等多种类型。其最重要的特征是含有碳酸酯 基团：
聚碳酸酯的注射成型
模具与设备
A B
注塑机选择
模具与设备为尽量减小PC制品的内应力，应采用 移动螺杆式注塑机。
喷嘴
喷嘴选用普通敞口延伸式为佳。
C D
流道
模具流道应设计为粗而短，弯曲部位宜少．用圆 形截面的分流道，并进行研磨。
型腔、型芯
由于PC熔料较硬，易损伤模具，型腔和型芯应淬 硬。型腔表面镀硬铬。
制品与嵌件结构
制品
能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳
WU LI XING NENG
酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加
物
工性能好，不需要添加剂就具有 UL94 V-0级阻燃性能。
理
性
聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格
能
较低，并可通过本体聚合的方法生产
大型的器件。
聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨
损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进
注射机
结构特点 注射机外形 注射机加工能力 注射机用途注结射构机特用外点途形： ：：
热立柱塑式塞性注式塑射注料机射通机用型 热卧移固式动性注螺塑射杆料机式型注射机 专角双用式阶型注柱射塞机式注射机 螺杆预塑化柱塞式注射机
柱塞式注塑机
利用柱塞将物料向前推进， 通过分流梭而经喷嘴注入模 具。物料在料筒内熔化，热 量可由电阻加热器供给，物 料的塑化依靠导热和对流传 热。这类注射机发展最早， 应用广泛，制造及工艺操作 都比较简单，但柱塞式注射 机存在塑化不均匀、注射压 力耗损大，注射速度不均匀 等问题，因此目前主要用于 小型制品的注射。
PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性， 耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易 受某些有机溶剂的浸浊。
密度：1.18－1.22 g/cm^3 线膨胀率：
第九章精讲 聚碳酸酯
卤代双酚A型聚碳酸酯的缺点是密度大，加工更困 难(因熔融温度更高)。
§9.2.2 聚酯聚碳酸酯
聚酯聚碳酸酯是以双酚A、对苯二甲酸、光气
为单体进行共缩聚得到的产物，是分子链中 含有双酚A型聚碳酸酯链节与双酚A对苯二甲 酸酯链节的共聚物，共聚物的全称可称为双 酚A聚碳酸酯对苯二甲酸双酚A酯。
§9.2.3 烯丙基二甘醇碳酸酯
黑角PSP聚碳酸酯保护壳
阻燃PC
护目镜
有机玻璃聚碳酸酯管材
灯 具
§10.1.4 双酚A型聚碳酸酯的改性
一、增强聚碳酸酯
用10％～40％的玻璃纤维对聚碳酸酯增强，可以显著改善聚
碳酸酯的耐应力开裂性，可以使引起开裂的应力提高4～5倍， 同时也可以提高拉伸、压缩、弯曲、疲劳等强度。增强材料 的耐热性也有所提高，但韧性降低、加工性变差。
软质PVC
无缺口冲击强度
为什么PC会具有高抗冲击性能？
PC的原纤维 增强骨架间 存在着大量 的微孔隙 原纤维结构易滑移－ 吸收冲击能量 微孔隙本身的变形也 吸收冲击能量 PC具有很高的 抗冲击强度
<三> 热性能 具有较好的耐热性和耐寒性，可以在100～130oC范围内使用； 强度随温度的变化较小； 线膨胀系数较小； 比热容不大； 导热性在聚合物中居中。
宽0.05 微米 最长2微米
PC容易形成分子链束——原纤维结构
微空隙 低密度区
原纤维结构
PC的是由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。 由原纤混乱交错形成的疏松三维网络结构是整 个材料的增强骨架。其间存在较多的微空隙。
双酚A型聚碳酸酯具有刚性分子链， 但却具有优异的韧性
1.分子链易形成稳定的原纤维聚集状结构。