聚碳酸酯合金研究进展
聚碳酸酯改性合金是什么材料
聚碳酸酯改性合金是什么材料
近年来，随着科学技术的不断进步，聚碳酸酯改性合金作为一种新型材料备受关注。
那么，聚碳酸酯改性合金究竟是什么材料呢？
首先，聚碳酸酯改性合金是一种由聚碳酸酯树脂与其他添加剂（如增强剂、稳定剂、填料等）混合而成的高性能复合材料。
聚碳酸酯树脂作为主体材料，通过添加不同类型和比例的改性剂，使其具有更优异的性能表现，进而形成聚碳酸酯改性合金。
其次，在聚碳酸酯改性合金中，聚碳酸酯树脂作为基础材料具有优良的透明性、耐冲击性、耐候性等特点，但也存在一定的脆性和耐热性不足的缺陷。
因此，通过引入改性剂的方式，可以有效改善这些缺陷，提升材料的性能指标。
例如，增强剂可以提高材料的强度和刚性，稳定剂可增强材料的耐热性和抗氧化性，填料则可以降低成本并改善加工性能。
此外，聚碳酸酯改性合金具有优异的加工性能，可通过注塑、挤出、吹塑等工艺进行成型，适用于制造各种复杂形状的制品。
同时，由于其良好的机械性能和化学稳定性，聚碳酸酯改性合金广泛应用于电子电器、汽车工业、家居用品等领域，为现代工业的发展提供了重要支撑。
综上所述，聚碳酸酯改性合金是一种具有优异性能和广泛应用前景的新型材料，通过合理的配方设计和工艺加工，可以满足不同领域的需求并为工业生产带来更多可能性。
随着科技的不断推进和市场需求的不断增长，相信聚碳酸酯改性合金将在未来得到更广泛的应用和发展。
1。
双酚A型聚碳酸酯合成工艺研究进展
中进行 。首先 Ｂ Ａ 与 碱性 水 溶 液 （ 金属 或 碱 土金 属 Ｐ 碱 氢 氧化 物 ） 成 盐 ， 与光 气 发 生 反应 生 成小 分 子量 的 形 再 聚合 物 ， 然后 小 分 子 量 的 聚 合 物 与光 气 在 催 化 剂 的 作 用 下再 发 生 缩 聚 ， 到高 分 子量 的聚碳 酸 酯胶 液 ， 得 经过 碱 洗 ， 洗 去 除杂 质 ， 酸 用溶 剂 析 出聚碳 酸 酯 。 在 光气 法 中 ， 了 使 最 终 的 产 品 Ｐ 为 Ｃ有 高 的 分 子 量 和优 良的性 能 ， 同时 也 为 了提 高 反 应 速 率 和光 气 的 利用 率 ， 化 剂 的选 择 是 一 个 重 要 的 方 面 。最 早 使 用 催 的催 化剂 有 有 机 叔 胺 系 列 ， 三 乙 胺 、 甲基 氢 氧 化 如 四 铵 等 。通 用公 司早 在 ２ Ｏ世 纪 ７ Ｏ年 代 就 有相 关 专 利
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２０ ０ ２年 第 ４期
湖 北 化 工
７
双 酚 ．． 聚 碳 酸 酯 合 成 工 艺 研 究 进 展 ．型
朱志刚 ． 付名 ． 梅 王 庶 ． 光 兴 李
（ 中科 技 大 学化 学 系， 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 华 湖 ３ ０ ４
摘 要 ： 绍 了光 气 法 、 交换 法 和 氧 化 羰 化 法 合 成 聚碳 酸 酯 的 工 艺 及 催 化 剂 ． 介 酯 分析 了三 种 方 法 的优 缺 点 ， 重 探 讨 侧
类 ， 类 是界 面 缩 聚 光气 法 ， 一 另一 类 是熔 融 酯交 换 法 又
称 非 光气 法 。前 者 是 目前 大 多数 工 业化 装 置采 取 的 工
报 道 。在 ８ Ｏ年代 通 用 公 司 还 申请 了大 量 的 关 于 光气 法 缩 聚 阶段 的催 化 剂 的 专 利 ， 要 以含 氮 杂 环 化合 物 主
pc及合金材料
PC及合金材料引言聚碳酸酯polycarbonate缩写为PC是一种无色透明的无定性热塑性材料,一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂,具有突出的抗冲击性能、耐蠕变性能、优异的光学性能、良好的耐热性、尺寸稳定性和阻燃性、电性能等;聚碳酸酯PC是五大通用工程塑料中唯一具有良好透明性的热塑性的工程材料,广泛应用于汽车部件、电子电气、数据载体、建筑材料、机械零件、纺织、办公自动化设备、包装工业、运动器械、医疗保健、航天航空、电脑外壳、光盘和家庭用品等领域,是一种作为被世界范围内广泛使用的材料;PC合金是利用物理共混或化学接枝的方法而获得的高性能、功能化、专用化的一类新材料;目前主要有pc/abs丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金、pc/pbt聚对苯二甲酸丁二醇酯合金、pc/pet聚对苯二甲酸乙二醇酯合金、pc/ps聚苯乙烯合金、pc/pmma聚甲基丙烯酸甲酯合金等一系列PC合金材料;PC合金产品被广泛应用于汽车、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域;pc材料生产技术已经相对比较成熟,先已实现大规模工业生产;PC材料成分、性质及分类成分聚碳酸酯PC是一种强韧的热塑性树脂;分子式C31H32O7,由双酚A和氧氯化碳COCl2合成;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;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耐水解性差,不能用于重复经受高压蒸汽的制品;物理性质密度：－ g/cm^3 线膨胀率：×10^-5 cm/°C 热变形温度：135°C 低温-45°C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;同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比,聚碳酸酯的耐冲击性能好,折射率高,加工性能好,不需要添加剂就具有UL94 V-0级阻燃性能;但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低,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行特殊处理;分类防静电PC,导电PC,阻燃PC,加纤防火PC,抗紫外线耐候PC,食品级PC,抗化学性PC; PC材料主要性能及优缺点主要性能1、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；2、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；3、耐溶剂性：无应力开裂；4、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；5、电气性能：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；6、成型性能：1、无定形料,热稳定性好,成型温度范围宽,流动性差;吸湿小,但对水敏感,须经干燥处理;成型收缩率小,易发生熔融开裂和应力集中,故应严格控制成型条件,塑件须经退火处理;2、熔融温度高,粘度高,大于200g的塑件,宜用加热式的延伸喷嘴;3、冷却速度快,模具浇注系统以粗、短为原则,宜设冷料井,浇口宜取大,模具宜加热;4、.料温过低会造成缺料,塑件无光泽,料温过高易溢边,塑件起泡;模温低时收缩率、伸长率、抗冲击强度高,抗弯、抗压、抗张强度低;模温超过120度时塑件冷却慢,易变形粘模;主要优点1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广;2、高度透明性及自由染色性;3、成形收缩率低、尺寸稳定性良好；4、耐疲劳性、耐候性佳;6、电气特性优,有较好的光学性和韧性;7、无味无臭对人体无害符合卫生安全;主要缺点1、和金属相比硬度不足,这导致它的外观较容易刮花,但其强度和韧性很好,无论是重压还是一般的摔打,只要你不是试图用石头砸它,它就足够长寿;2、不耐强酸,不耐强碱,不耐紫外线,耐弱酸,耐中性油;3、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;PC材料的制备由于碳酸不能稳定存在,所以不能通过二羟基和碳酸直接缩聚;PC技术的发展历史聚碳酸酯的合成方法主要有以下四种工艺：溶液光气法、界面缩聚光气法、酯交换熔融缩聚法简称酯交换法和非光气酯交换熔融缩聚法简称非光气法;溶液光气法是一种较早期的生产工艺,由于工艺经济性较差且存在污染问题,因此很早就被淘汰了;目前工业上应用较为广泛的PC合成工艺为界面缩聚光气法;1、溶液光气法溶液光气法的工艺合成路线为：光气+双酚ABPA→PC;以光气和双酚A为原料,在碱性水溶液和二氯甲烷或二氯乙烷溶剂中进行界面缩聚,得到的PC胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得PC产品;2、界面缩聚光气法界面缩聚光气法与溶液光气法主要区别在于：双酚A首先与氢氧化钠溶液反应生成双酚A钠盐,后加入二氯甲烷,通入光气,使物料在界面上聚合,生成低分子量PC,然后经缩聚分离得到分子量较高的PC产品;3、酯交换熔融缩聚法简称酯交换法酯交换法的工艺路线主要分为两步：一、光气+苯酚→碳酸二苯酯DPC;二、DPC+双酚ABPA →PC,是一种间接光气法工艺;苯酚经光气法反应生成碳酸二苯酯DPC,然后在高温真空和微量卤化锂等催化剂和添加剂下与双酚A进行酯交换反应,得到低聚物,再进一步缩聚制得pc产品;4、非光气酯交换熔融缩聚法简称非光气法非光气酯交换熔融缩聚法因工艺过程中彻底不使用光气;其生产工艺也分为两步：①酯交换法合成DPC：苯酚+DMC→DPC；②DPC+BPA→PC;首先,以碳酸丙烯酯与甲醇酯交换生产碳酸二甲酯DMC；其次,苯酚和DMC反应首先生成甲基苯基碳酸酯MPC,然后MPC和苯酚进一步反应生成DPC,同时MPC发生歧化反应也生成DPC;得到非光法DPC后,在熔融状态下与双酚A进行酯交换、缩聚制得PC产品;PC材料的改性尽管PC具有许多优异性能,然而由于PC分子链的高钢性和大的空间位阻使其具有较高的熔体粘度,因此加工比较困难,容易开裂,耐溶剂性和耐磨性能都比较差,因此对pc改性应用研究是一项重要的课题,目前聚合物合金化成为PC改性的重要途径;PC合金是利用物理共混或化学接枝的方法而获得的高性能、功能化、专用化的一类新材料;改性PC的目的是为了增韧,改良成型加工性能,减少残余变形,增加阻燃性等;具体能改性PC的品种有：PC/ABS可提高弯曲模量、耐热性、电镀性能等;PC/PET、PBT工可改善耐药品性,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可提高冲击韧性、表面光洁度;PC/HDPE可改善耐沸水性、耐老化性、耐气候性,而LDPE效果较差;PC用玻纤或碳纤维进行增强改性,提高机械强度;并用溴类阻燃剂和三氧化二锑,可制成阻燃级PC;其他和聚砜、芳香族聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯、聚苯乙烯都可以进行共混改性,达到经济性和性能之间的平衡;物理共混物理共混是使几种材料均匀混合,以提高材料性能的物理方法;工业上用炼胶机将不同橡胶或橡胶与塑料,均匀地混炼成胶料是典型的例子,也可以在聚合物中加入某些特殊性能的成分以改变聚合物的性能如导电性能等;通过共混可提高高分子材料的物理力学性能、加工性能,降低成本,扩大使用范围;共混是实现聚合物改性和生产高性能新材料的重要途径之一;按生产方法可分为机械共混物、化学共混物、胶乳共混物和溶液共混物;其中以机械共混物,即通过辊筒、挤出机或强力混合器将不同聚合物溶体进行混合得到的共混物占主要地位;共混物一般是多组分多相体系,其性能取决于所含各组分的性质、形态和相界面性质;两种或多种橡胶并用,或橡胶与各种塑料并用,可大大扩展橡胶制品的用途,并显着提高橡胶制品的质量性能,还可改进胶料的工艺性能,降低橡胶的耗量和降低产品造价;不同橡胶或橡胶与塑料共混时,它们间应具有较好的相容性,或是利用最佳的配比,以有利于最大限度发挥共混的技术效果;化学接枝通过化学键的方式使一种外来物质粘附于另一种基体物质之上的过程被称之为“化学接枝”;化学引发接枝是通过化学试剂与高聚物表面组分发生反应,产生活性中心,从而引发单体的聚合;例如,将含有偶氮基团的单体与高聚物表面羟基反应并引入高聚物表面,这可以通过偶氮基团的热分解引发单体在高聚物表面聚合;臭氧引发接枝是将材料置于臭氧之中,材料表面会形成过氧化物,过氧化物分解产生自由基以引发单体在材料表面的接枝聚合;如利用臭氧处理医用聚氨酯表面之后,使材料的抗凝血性有所提高;物理共混和化学接枝优缺点物理共混容易产生相分离,两者融合不好,化学接枝则把两分子固定, 相分离程度小,复合物性能更好;物理共混的优点是混合的时候比较简单,比较快,但是带来的缺点就是不太稳定,容易相分离;化学接枝的优点就是稳定,性能会比较好,但是缺点就是化学反应可能需要的时间比较长,而且如果用到一些别的助剂类的,除去比较麻烦,如果引入的助剂影响下一步的应用,处理不干净的话,可能会导致下一步应用的受限;1、PC/ABS合金聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物PC/ABS合金是由聚碳酸酯PC和聚丙烯腈ABS合金而成的热可塑性塑胶,结合了两种材料的优异特性,ABS材料的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线UV等性质,因而广泛应用于汽车内饰,外饰,车灯等高强度,高耐热零件;特点:PC/ABS具有PC和ABS两者的综合特性,PC与ABS共混物可以综合PC和ABS的优良性能,一方面可以提高ABS的耐热性、抗冲击和拉伸强度,另一方面可以降低PC成本和熔体粘度,改善加工性能,减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性;PC/ABS较之PC提高了流动性,改善了加工性能,减少了制品对应力的敏感性,抗冲击性提高,耐热性提高,硬度提高等等,且ABS的易加工特性和PC的优良机械特性和热稳定性都有所保留;PC和ABS 二者的比率将影响PC/ABS材料的热稳定性;影响合金性能的因素1、原料和配比的影响不同品牌的PC以及ABS所构成的共混物性质有很大的差别;PC/SAN的溶解度参数差为0184J/cm31/2,而PC/PB的溶解度参数差为7145J/cm31/2,所以使用丁二烯含量高的ABS,PC/ABS共混物的相分离严重,反之则得到分散较均匀的共混物;研究发现,当ABS中橡胶含量较低时,PC/ABS共混物的弹性模量和屈服应力都随着ABS含量的增加而增加,相反,当ABS中橡胶含量较高时,共混物的弹性模量和屈服应力随ABS含量的增加而减小2、成型条件的影响加工温度、螺杆转速、混合时间是三种主要的共混参数,经常用来表征共混条件对PC/ABS产生的影响;短时间混合,PC相分散于ABS中,被ABS相包围;随着混合时间变长,PC 与ABS两相都被拉伸,达到一种类似于两相连续的相态,在这种混合阶段,两相互相渗透,并且在很长的混合时间内都保持这种相态;PC与ABS在高温下混合,PC会与残余在ABS表面的化学物反应,导致PC链断裂,使混合物分子量降低;共混速度的提高对共混物的相态影响不大;在熔融状态下的退火处理可以使共混物的形态发生显着变化;PC/ABS在退火处理前相态不稳定,经过退火处理后,PC相和ABS相收缩结合,使PC相在ABS中达到稳定的分散相态;2、PC/PBT聚对苯二甲酸丁二醇酯合金特点PBT与PC共混制得合金材料可以提高PC流动性、改善加工性能和耐化学药品性,既有PC的刚性和耐热性,又有PET的耐溶剂性,不但体系综合性能优良,而且具有很好的透明性,可以做玻璃代替材料,而且PET的加入还能改善PC的加工;PC-PBT具有较高的表面硬度,较高的刚性和韧性,也有较高的抗高温形的能力,也有较高的抗应力开裂能力；它的机械性能介于两者之间;抗高温变形对于大形的外壳类材料具有重要的意义;影响性能因素由于PBT是结晶聚合物,与PC共混时易发生相分离,界面粘结不好,因而其冲击韧性不理想,通常加入一定量弹性体以提高共混物的冲击强度;如热塑弹性体乙烯／甲基丙烯酸酯共聚物的锌盐,对PC／PBT共混体系起到增容增韧作用;另外加入一些结晶成核剂可以提高共混体系结晶度；在PC／PBT共混体系中加入少量低压聚乙烯,可以提高共混物的流动性,对共混体系起增韧作用,并可改善合金的外观；在PC／PBT中加入乙烯／乙酸乙烯酯共聚物可以进一步增强兼容性并提高耐冲击强度；PC与PBT之间发生酯化反应,可以提高其兼容性,PC和PBT在酯交换催化剂存在下,制得PC／PBT共混物,综合性能良好,而且具有较好透明性；用与PC折光率相近的玻璃纤维增强PC／PBT,不但体系综合性能优良,且透明性好,可以做玻璃代替材料;3、PC/PMMA聚甲基丙烯酸甲酯合金PC和PMMA都是具有高透明的材料,但两材料对光折射率是不一样的,如果把两种材料共混后,它仍会分层,正是因为分层,就会发现有一个独特的现象---它能发出殊光,一般的殊光粉有毒,不能用食品包装;PC-PMMMA塑料透明,无味,无毒,同时能发出殊光,它是高档的食品包装材料;以St/MAH-g-MMA接枝共聚物为改性剂,通过双螺杆挤出得到PC/PMMA合金,增强合金的物理性能,有效的提高合金的拉伸强度、表面硬度、热变形温度和光泽性,得到的PC/PMMA合金可广泛用于工程材料、电器显示、包装等领域;PC材料的用途PC工程塑料的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业,其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等;PC可用作门窗玻璃,PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗,用于飞机舱罩,照明设备、工业安全档板和防弹玻璃;PC板可做各种标牌,如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指示器,PC树脂用于汽车照明系统,仪表盘系统和内装饰系统,用作前灯罩,带加强筋汽车前后档板,反光镜框,门框套、操作杆护套、阻流板、PC被应用用作接线盒、插座、插头及套管、垫片、电视转换装置,电话线路支架下通讯电缆的连接件,电闸盒、电话总机、配电盘元件,继电器外壳,PC可做低载荷零件,用于家用电器马达、真空吸尘器,洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄,各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架;PC是光盘储存介质理想的材料;PC瓶容器透明、重量轻、抗冲性好,耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤,作为可回收利用瓶容器;PC及PC合金可做计算机架,外壳及辅机,打印机零件;改性PC耐高能辐射杀菌,耐蒸煮和烘烤消毒,可用于采血标本器具,血液充氧器,外科手术器械,肾透析器等,PC可做头盔和安全帽,防护面罩,墨镜和运动护眼罩;PC薄膜广泛用于印刷图表,医药包装,膜式换向器;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;建材行业聚碳酸酯板材具有良好的透光性,抗冲击性,耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能,使其比建筑业传统使用的无机玻璃具有明显的技术性能优势;中国建有聚碳酸酯建材中空板生产线20余条,年需用聚碳酸酯7万t左右,到2005年达到14万t;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,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;预计2005年中国汽车总量达300多万辆,需求量达到3万t,因而聚碳酸酯在这一领域的应用是极有拓展潜力的;由于聚碳酸酯制品可经受蒸汽、清洗剂、加热和大剂量辐射消毒,且不发生变黄和物理性能下降,因而被广泛应用于人工肾血液透析设备和其他需要在透明、直观条件下操作并需反复消毒的医疗设备中;如生产高压注射器、外科手术面罩、一次性牙科用具、血液分离器等;航空、航天随着航空、航天技术的迅速发展,对飞机和航天器中各部件的要求不断提高,使得PC 在该领域的应用也日趋增加;据统计,仅一架波音型飞机上所用聚碳酸酯部件就达2500个,单机耗用聚碳酸酯约2吨;而在宇宙飞船上则采用了数百个不同构型并由玻璃纤维增强的聚碳酸酯部件及宇航员的防护用品等;包装领域在包装领域出现的新增长点是可重复消毒和使用的各种型号的储水瓶;由于聚碳酸酯制品具有质量轻,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的优点,一些领域PC瓶已完全取代玻璃瓶;据预测,随着人们对饮用水质量重视程度的不断提高,聚碳酸酯在这方面的用量增长速度将保持在10%以上,预计到2005年将达到6万t;电子电器由于聚碳酸酯在较宽的温、湿度范围内具有良好而恒定的电绝缘性,是优良的绝缘材料;同时,其良好的难燃性和尺寸稳定性,使其在电子电器行业形成了广阔的应用领域;聚碳酸酯树脂主要用于生产各种食品加工机械,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等;而且对于零件精度要求较高的计算机、视频录像机和彩色电视机中的重要零部件方面,聚碳酸酯材料也显示出了极高的使用价值;聚碳酸酯以其独特的高透光率、高折射率、高抗冲性、尺寸稳定性及易加工成型等特点,在该领域占有极其重要的位置;采用光学级聚碳酸配制作的光学透镜不仅可用于照相机、显微镜、望远镜及光学测试仪器等,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、多面反射镜等诸多办公设备和家电领域,其应用市场极为广阔;聚碳酸酯在光学透镜方面的另一重要应用领域便是作为儿童眼镜、太阳镜和安全镜和成人眼镜的镜片材料;世界眼镜业聚碳酸酯消费量年均增长率一直保持在20%以上,显示出极大的市场活力;光盘随着信息产业的崛起,由光学级聚碳酸酯制成的光盘作为新一代音像信息存储介质,正在以极快的速度迅猛、发展;聚碳酸酯以其优良的性能特点因而成为世界光盘制造业的主要原料;世界光盘制造业所耗聚碳酸酯量已超过聚碳酸酯整体消费量的20%,其年均增长速度超过10%;中国光盘产量增长迅速,据国家新闻出版总署公布的数字,2002年全国共有光盘生产线748条,年耗光学级聚碳酸酯约8万吨,且全部进口;因而聚碳酸酯在光盘制造领域的应用前景是极为广阔的;参考文献1肖作良.聚碳酸酯注射成型工艺及热氧老化稳定性研究D.青岛科技大学,2014.2王自福,常维峰,殷晓梅,宋建华,杨光. 环氧PC材料耐温性能研究J. 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聚碳酸酯(PC)材料简介
聚碳酸酯材料简介聚碳酸酯 3.1 简介聚碳酸酯是一种无味、无臭、无毒、透明的无定形热塑型材料，是分子链中含有碳酸酯的一类高分子化合物的总称，简称PC。
一般结构式可表示，由于R基团的不同，它可分为脂肪族类和芳香族类两种。
但因制品性能、加工性能及经济因素等的制约，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。
双酚A型聚碳酸酯是目前产量最大、用途最广的一种聚碳酸酯，也是发展最快的工程塑料之一。
双酚A型聚碳酸酯（Bisphenol A type Polycarbonate，简称PC）的结构式因其具有优良的冲击强度、耐蠕变性、耐热耐寒性、耐老化性、电绝缘性及透光性等，广泛应用于电气电子零部件、机械纺织工业零部件、建筑结构件、航空透明材料及零部件、泡沫结构材料等。
随着汽车行业和电子行业的迅猛发展，近年来对PC的需求空前高涨，世界消费能力已达l100kt/a，其中国内PC消费也已达60kt／a。
目前PC的生产厂主要分布在美国、西欧和日本，其中，GE塑料公司、Bayer公司和Dow化学公司的生产能力占世界总生产能力的80％以上。
我国PC的研制开发工作始于1958年，由沈阳化工研究院首先开发成功；发展至今，所有工艺路线均以光气为起始原料，生产规模较小。
PC作为一类综合性能优越的工程塑料，应用范围越来越广。
但它也存在一些缺点：如加工流动性差，易于应力开裂、对缺口比较敏感以及耐磨性欠佳等。
但随着PC的生产工艺和改性技术的进步，这些方面逐步得到了改进，因此PC在越来越多的领域中得以应用。
3.2 聚碳酸酯的合成技术PC的早期工业化生产方法有酯交换法和溶液光气法两种，这两种工艺现在基本不再使用。
目前在工业生产中采用的主要是接口光气法。
由于光气毒性大，同时二氯甲烷和副产品氯化钠对环境污染严重，故20世纪90年代以来非光气法工艺发展迅速，1993年第一套非光气法装置在日本投产。
3.2.1 接口光气法接口光气法工艺先由双酚A和50％氢氧化钠溶液反应生成双酚A钠盐，送入光气化反应釜，以二氯甲烷为溶剂，通入光气，使其在接口上与双酚A钠盐反应生成低分子聚碳酸酯，然后缩聚为高分子聚碳酸酯。
论聚碳酸酯材料在我国市场的产业链延伸性
论聚碳酸酯材料在我国市场的产业链延伸性摘要：我国炼油行业产能过剩，需求已现拐点，下游石化行业需求持续增长。
新一轮科技革命和产业变革深入发展。
传统炼化产业“内卷”效益日益显现，科技推动发展的迭代效应日趋增强，炼化产业转型升级、发展化工新材料和高端精细化学品成为发展的主攻方向之一。
聚碳酸酯是一种强韧的热塑性树脂，聚碳酸酯产能增长很快。
本文分析我国聚碳酸酯在市场的现状，探索聚碳酸酯新材料在国内市场的发展前景。
关键词：聚碳酸酯改性材料应用背景产业链一、前言聚碳酸酯（Polycarbonate，英文简称PC）是分子链中含有碳酸酯基的高分子化合物的总称。
随着R基种类的不同，可以是脂肪族、脂环族、芳香族等等的聚碳酸酯。
但是目前为止只有双酚A型的芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。
所以，一般塑料工业上所称的聚碳酸酯即为双酚A（BPA）型的聚碳酸酯。
聚碳酸酯（PC）由于具有突出的抗冲击、耐蠕变性能，较高的拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和刚性，并具有较高的耐热性和耐寒性，聚碳酸酯材料在性能完善和个性化设计方面取得了更快的进展，因其特有的性能，聚碳酸酯制品的应用已渗透到汽车、建筑、医学、服装等行业之中。
我国聚碳酸酯（PC）产能增长很快，国内 PC 产能已超过美国成为世界最大的 PC 生产国。
但由于我国聚碳酸酯行业发展受技术水平限制，聚碳酸酯材料的产品同质化高，主要集中在中低端产品，且中低端市场还处于充分竞争行业，中高端产品供给不足。
为增强聚碳酸酯材料经营的稳定性和获取成本优势，聚碳酸酯产品需要朝多样化、高品质化方向发展。
聚碳酸酯作为开拓改性材料，近几年更加致力于建设差异化、中高端产品，同时配套加大生物基塑料、其它特种聚合物、顺酐等领域的技术研究，大幅降低生产运行成本。
目前，我国充分发挥掌握的酯交换生产技术，建设万吨级特种聚碳酸酯柔性线、PC、PBAT 共混改性线，研发类似生产工艺的特种聚合物生产技术，为新材料产业发展打下了技术和市场基础。
APC脂肪族聚碳酸酯
反应条件 催化剂活性 碳酸酯含量 分子量 状态 应用领域 ~102 g PPC/g 催化剂 80~400 Kg/mol 固体 塑料制品、包装 ~103 g PPC/g 催化剂 4 Kg/mol 液体 聚氨酯泡沫
CO2 (4.0 MPa), 70 ~ 80 ° C, 8 ~ 10 h ~103 g PPC/g 催化剂 > 95% > 100 Kg/mol 固体 塑料制品、包装
3.3、双金属氰化物（DMC）
DMC
中科院广州化学所 陈立班研究组
需要配位助剂（CA）才能起作用 • 叔丁醇、乙二醇二甲醚等 • 聚醚类作为CA和载体，如聚乙二醇 催化体系特点 • 催化活性高 • 分子量低 • 含有较多的共聚物
PPC/PEC 2,000 t/a
PPC 5,000 t/a
US4500704, 1985 (to Dow Chemcial Co.); Kim, I. and co-workers. Macromol. Symp. 2005, 224, 181; Catal.Today 2009, 148, 389; Chen, L. and co-workers. J. Polym. Res. 2011, 18, 2071; CN101440159, 2008.
3.2、羧酸锌催化剂
Zn-GA 改变Zn源：ZnO/Zn(OAc)2/Zn(OH)2 增加催化剂比表面积及表面形态 • 加入模版剂PEG • 超声波合成法 •负载至无机载体上 催化体系特点 • 催化剂制备简单价格低廉 • 反应时间长 > 40 h
无机负载Zn-GA 纳米催化剂
中山大学 孟跃中研究组
3.6、锌（Zn）催化剂
双酚
大环配体
催化体系特点
聚碳酸酯型聚氨酯研究进展
ｐ ｕ ｒ ｐ ｏ ｓ ｅ ｏ ｆ ａ ｐ ｐ ｌ ｙ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｌ ｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ － ｍ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｙ， ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ（ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ａ ｔ ｅ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ）
革涂 饰 中 的应 用［ ５ ６ ， １ 。 聚碳酸 酯二 醇（ Ｐ Ｃ Ｄ Ｌ ） 结构规 整 ，
ｏ ｎ Ｐ ０ ｌ ｙ （ ｃ ａ ｒ ｂ ０ ｎ ａ ｔ ｅ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ） ｓ
Ｌ Ｉ Ｑ ｉ ｎ －ｌ ｏ ｎ ｇ ， Ｙ Ｉ Ｎ Ｗｅ ｎ －ｑ ｉ ｎ ｇ ， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｈｕ ｉ － ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ２ ， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｑ ｕ ａ ｎ －ｊ ｉ ｅ 互
光气法聚碳酸酯 合金
光气法聚碳酸酯合金
光气法聚碳酸酯合金是一种重要的高性能材料，具有广泛的应用前景。
本文将从合金的制备方法、性能特点和应用领域等方面进行阐述。
光气法聚碳酸酯合金是利用光气法合成的聚碳酸酯材料，并通过添加不同的添加剂和调整合金化条件来达到特定的性能要求。
光气法合成聚碳酸酯合金是一种环保、高效的合成方法，能够在常温下进行反应，避免了高温条件下可能带来的副反应和能源浪费。
聚碳酸酯合金具有优异的物理性能和机械性能。
首先，聚碳酸酯合金具有较高的强度和刚度，能够满足各种强度要求；其次，聚碳酸酯合金具有优异的耐热性和耐腐蚀性，能够在高温和腐蚀环境中长期保持稳定性；此外，聚碳酸酯合金还具有良好的电绝缘性能和尺寸稳定性，适用于电子器件和精密模具等领域。
光气法聚碳酸酯合金具有广泛的应用领域。
首先，在汽车工业中，聚碳酸酯合金可以用于制造轻量化零部件，如车身结构件和内饰件；其次，在电子电器领域，聚碳酸酯合金可以用于制造电子设备外壳和电路板等；此外，在航空航天领域，聚碳酸酯合金可以用于制造飞机零部件和航天器结构件。
为了进一步提高聚碳酸酯合金的性能，可以通过调整合金化条件和添加不同的添加剂来实现。
例如，添加纳米填料可以增加合金的强
度和硬度；添加增容剂可以改善合金的加工性能；添加耐候剂可以增强合金的耐候性能。
光气法聚碳酸酯合金是一种具有优异性能和广泛应用前景的高性能材料。
通过合适的制备方法和添加剂调整，可以得到满足不同需求的合金。
随着科技的不断进步和工艺的不断改进，光气法聚碳酸酯合金将在各个领域得到更广泛的应用。
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PC /ABS合金的性能取决于原料的牌号 、配比 、加工工 艺与设备 [6 ] 。不同牌号的 PC、ABS共混所制得的合金性能 有较大的差异 。使用高橡胶含量的 ABS时 , PC /ABS合金的 相分离严重 ,其硬度和拉伸强度低 ,但高橡胶含量 PC /ABS 合金的断裂伸长率高 。选择适当橡胶含量的 ABS所制 PC / ABS合金的冲击强度亦可得到提高 。
表 1 世界几个 PC /ABS合金生产厂家的商品牌号 、性能和用途
公 司 GE
Barg2W aan to 宇部兴产 帝人化成 日本合成橡胶 三菱化成 Mon ted ison
RTP
商品牌号 Cycoloy LG8002、9000 Proloy H ( 10、20、C1、C2 )
赫妮娜 ,等 :聚碳酸酯合金研究进展
69
聚碳酸酯合金研究进展
赫妮娜 刘俊龙
(大连轻工业学院化工与材料学院 ,大连 116034)
摘要 介绍聚碳酸酯 ( PC)合金的研究进展 。着重介绍了 PC / (丙烯腈 /丁二烯 /苯乙烯 )共聚物 (ABS) 、PC /聚苯 乙烯 ( PS) 、PC /聚烯烃 ( PO ) 、PC /聚对苯二甲酸乙二酯 ( PET) 、PC /聚对苯二甲酸丁二酯 ( PBT) 、PC /尼龙 ( PA )等合金 的优缺点 、增容方法及其应用等 ,并指出了 PC合金应发展的方向 。
近年来 , PC / PS合金的应用范围不断扩大 ,新品种不断涌 现 。法国 A tochem 公司推出的 PC /H IPS合金 (牌号为 Lac2 qrene 9100、9113)的耐油性优于 PC,其外观及力学性能类似 H IPS[12 ] 。日本 Daicel Chemm ical公司推出的牌号为 Novalloy X 7000的 PC / PS合金同 ABS一样 ,易上漆及进行油墨印刷 。
PC和 PO的溶解度参数相差较大 ,它们分别属于极性与 非极性聚合物 ,两者存在一定的极性差 ; PC 是非结晶聚合 物 ,而 PO 是半结晶聚合物 ,二者的结晶情况不同 ; PC与 PO 的流动温度也相差较大 。 PC与 PO在上述诸多方面的差异 , 使得 PC / PO合金属于不相容体系 。如果将二者简单共混 , 共混体系的形态结构难以控制 ,材料的物理 、力学性能不稳 定 ,制品易分层而失去使用价值 ,因此改善 PC / PO 合金的相 容性是获得性能优异的 PC / PO合金的关键技术 。 3. 1 PC / PE合金
B ayb lend Bayblend FR - 90 Bayblend DP2 - 1500 Pulse ( 600、700、800、 930、1708、1709 ) Triax ( 1180、2776)
800 T - 1000A JSR NX 250G ± Kobend PCA ( 447、538、638、99)
特 性 冲击强 度尤其 是低温 冲击强 度高 、热 变形温 度高 、耐 热性好 ; 耐化学 药品性、 阻燃性 及流动 性均好 , 光泽性 好
用 途 汽车仪 表盘 、挡 泥板 、保 险杠 、车 轮护盖 ; 办公机 器 ,如复 印机 、打 字机 、计 算机外 壳 ; 电子 电气部 件 、机械 零件 、交 通标志 板 、头盔
PC / PO 合金包括 PC / PE 合金和 PC / PP 合金两类 。将 PC与 PO 共混可提高 PC的冲击性能 ,改善 PC的加工流动
性 ,降低制品的内应力 ,同时还可提高 PC的拉伸强度和断 裂伸长率 ,并降低 PC的成本 。在 PC中加入 PE可改善 PC 的厚壁冲击韧性 ;将 PC与 PP共混制得的 PC / PP合金的冲 击强度高于 PC的冲击强度 。
ESD2580
长春应化所的高耐热 、高抗冲 、高阻燃 PC /ABS合金也相继 应用于汽车仪表盘 、综合罩及物品箱盖 [3 ] 。
PC /ABS合金的微观结构非常复杂 ,该合金实际上是由 PC、(苯乙烯 /丙烯腈 )共聚物 ( SAN )及接枝橡胶相聚丁烯 ( PB )三相组成 ,当 PC过量时 , PC包围 SAN , SAN 又包围着 PB ,也就是说 , PC相与 PB之间隔着 SAN 相 , PB 相也是复相 结构 ,其中又包含着 SAN 粒子 。从溶解度参数和相似相溶 原理考虑 , PC的溶解度参数为 39. 8 ～41. 0 ( J / cm3 ) 1/2 , ABS 的溶解度参数为 40. 2～41. 9 (J / cm3 ) 1/2 [4 ] , PC、SAN 的溶解 度参数接近 ,两者的溶解度参数差 Δδ仅为 0. 84 (J / cm3 ) 1/2 , 理论上应该能够形成均相体系 ,而 PC、PB 相的 Δδ为 7. 45 (J / cm3 ) 1/2 ,这说明 PC与 SAN 的相容性好 ,而与 PB 的相容 性差 [5 ] 。理论证明 , PC /ABS合金为部分相容体系 。
虽然通过 PC、PS两者合金化可获得性能综合两者优点 的合金材料 ,特别是能改善 PC的流动性 ,但是由于 PC、PS 为不相容体系 [13 ] ,需要加入增容剂来提高两相的相容性 ,解 决二者不相容的问题 ,这是制备 PC / PS合金的关键技术 。
增容剂对 PC / PS合金的性能有较大的影响 。陈瑞 珠 等 以 [14 ] PC2g2PS为增容剂添加到 PC / PS体系中 ,使体系的 相容性得到改善 ,提高了 PC / PS合金的冲击强度 、拉伸强度 和弯曲强度 。 S. L ee等 [15 ]制备了 PBT与 (乙烯恶唑啉 /苯乙 烯 )共聚物的接枝共聚物 ,用作 PC / PS合金的增容剂 ,得到 了相容性很好的 PC / PS合金 ,并发现随着此种增容剂用量 的增加 ,合金材料的拉伸强度及断裂伸长率都有所提高 。 3 PC / PO合金
PS的熔体粘度小 ,加工性能好 ,将少量的 PS与 PC共混 可明显改善 PC的加工流动性 ,从而提高 PC的成型性 ,也可 减小 PC的双折射率 ; PS在 PC中还可以起到刚性有机填料 的作用 ,提高 PC的硬度 ; PS的加入还可降低成本 。因此可 以说 PC / PS合金是一种高性能而又经济的高分子材料 。
收稿日期 : 2006210213
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工程塑料应用
2006年 ,第 35卷 ,第 1期
在 PC /ABS共混体系中加入增容剂可改善 PC与 ABS 的相容性 ,从而提高合金的性能 。陈玉胜等 [7 ]研究的马来酸 酐接枝 ABS (ABS2g2MAH )可对 PC /ABS合金起到良好的增 容作用 ,添加适量的 ABS2g2MAH 可使 PC /ABS合金的缺口 冲击强度达到普通 PC /ABS合金的 1. 5 ～2. 5 倍 。王久芬 等 [8 ]采用自制的 (MAH /苯乙烯 )无规共聚物作为 PC /ABS 合金的增容剂 ,认为其具有与 ABS相似的结构 ,两者具有较 好的相容性 ,添加此种增容剂后能使 PC /ABS合金的冲击强 度提高 2. 26 倍 , 拉伸强度提高 4. 47%。孙清等 [9 ] 在 PC / ABS体系中加入 (甲基丙烯酸甲酯 /丁二烯 /苯乙烯 )共聚物 (MBS)增容剂后 ,发现 PC /ABS合金试样呈象牙白色 、质地 均匀 ,且合金的冲击强度也有所提高 。 G. S. W ilders等 利 [10 ] 用胺与酸酐在高温下快速反应的特性 ,以 SAN 与 MAH 的共 聚物与 12(22乙氨基 )呱嗪反应制得仲氨基化 SAN 作为 PC / ABS合金的增容剂 ,发现这种新型增容剂可以降低各种共混 组成 、各种 PC分子量 、各种加工条件下 SAN 分散相的粒子 尺寸 ,改善 PC /ABS合金高温下的形态稳定性 。另有报道 称 ,采用双组分增容剂增容的 PC /ABS合金性能较采用单一 增容剂的合金有所提高 。 S. C. Tjong等 [11 ]采用 PP2g2MAH 和环氧树脂 ( EP) NPES - 909 增容 PC /ABS合金 ,发现体系 的拉伸屈服强度 、拉伸弹性膜量和冲击强度都优于未增容体 系和单一增容剂 PP2g2MAH增容的体系 。 2 PC / PS合金
刘新明等 [17 ]采用熔融接枝方法制备 MAH 接枝高密度 聚乙烯 (HDPE2g2MAH )作为 PC /HDPE合金的增容剂 ,他们 发现当 HDPE2g2MAH用量为 15份时 , PC /HDPE合金的力学 性能达到最佳 ,其中缺口冲击强度比未加入增容剂的 PC / HDPE合金提高了 30% ,且 HDPE2g2MAH 能改善 PC /HDPE 合金的流动性 ,但使 PC /HDPE的耐热性有所下降 。阳范文 等 [18 ]采 用 反 应 挤 出 增 容 法 制 备 了 ( HDPE /LDPE ) 2g2GMA (甲基丙烯酸缩水甘油酯 ) ,用作 PC /UHMW PE合金的增容 剂 ,他们发现该合金的拉伸强度随增容剂用量的增加而降 低 ,而冲击强度则呈现先增大后减小的趋势 ,当增容剂用量 为 6份时 ,冲击强度出现最大值 。 3. 2 PC / PP合金
关键词 聚碳酸酯 合金 增容
聚碳酸酯 ( PC)是指分子链中含有碳酸酯的一类化合 物 ,它是五大通用工程塑料之一 ,其产量和消费量仅次于尼 龙 ( PA ) ,居第二位 [1 ] 。 PC具有冲击强度高 、抗蠕变性和尺 寸稳定性好 、耐热 、透明 、吸水性低 、无毒 、介电性能优良等优 点 ,在电子电气 、汽车 、医疗器械 、建筑和照明用具 ,以及许多 高新技术领域如航空航天 、电子计算机 、光纤等领域用途广 泛 。然而 PC也存在加工流动性差 、易应力开裂 、对缺口敏 感 、易磨损 、耐化学药品性差 、价格偏高等缺点 ,使其在许多 领域的应用受到限制 。因此 ,为了改进 PC的不足 ,同时赋 予其更高和更新的性能 ,一般采用与其它聚合物共混来对 PC进行改性 。这种改性主要是以提高 PC的耐疲劳强度 ,改 善加工性 、耐应力开裂性 、厚壁和缺口敏感性 、耐溶剂性 、耐 磨性 ,提高弹性模量为目的 。改性 PC的品种主要包括增强 PC和 PC合金两大类 ,其中合金化是 PC改性的重要途径 。 其主要品种有 PC / (丙烯腈 /丁二烯 /苯乙烯 )共聚物 (ABS) 、 PC /聚苯乙烯 ( PS) 、PC /聚烯烃 ( PO ) 、PC /聚对苯二甲酸丁二 酯 ( PBT) 、PC /聚对苯二甲酸乙二酯 ( PET) 、PC /尼龙 ( PA ) 等 。笔者现就目前国内外 PC合金的研究状况进行综述 。 1 PC /ABS合金