聚碳酸酯(PC)介绍

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聚碳酸酯是分子主链中含有—[O-R-O-CO]—链节的热塑性树脂，按分子结构中所带酯基不同可分为脂肪族、脂环族、脂肪一芳香族型，其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯，并以双酚 A型聚碳酸酯为最重要，分子量通常为3-10万。
　　聚碳酸酯，英文名Polycarbonate, 简称PC。PC是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高；蠕变性小，尺寸稳定；具有良好的耐热性和耐低温性，在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能，尺寸稳定性，电性能和阻燃性，可在 -60~120℃下长期使用；无明显熔点，在 220-230℃呈熔融状态；由于分子链刚性大，树脂熔体粘度大；吸水率小，收缩率小，尺寸精度高，尺寸稳定性好，薄膜透气性小；属自熄性材料；对光稳定，但不耐紫外光，耐候性好；耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类，溶于氯化烃类和芳香族溶剂，长期在水中易引起水解和开裂，缺点是因抗疲劳强度差，容易产生应力开裂，抗溶剂性差，耐磨性欠佳。
　　 PC可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工，最重要的加工方法是注塑。成型之前必须预干燥，水分含量应低于0.02%，微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽，银丝和气泡，PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。冲击韧性高，因此可进行冷压，冷拉，冷辊压等冷成型加工。挤出用PC分子量应大于3万，要采用渐变压缩型螺杆，长径比1：18~24，压缩比1：2.5，可采用挤出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高质量，高透明瓶子。PC合金种类繁多，改进PC熔体粘度大（加工性）和制品易应力开裂等缺陷， PC与不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。具体有PC/ABS合金，PC/ASA合金、 PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/弹性体共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等，利有两种材料性能优点，并降低成本，如PC/ABS合金中，PC主要贡献高耐热性，较好的韧性和冲击强度，高强度、阻燃性， ABS则能改进可成型性，表观质量，降低密度。PC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树脂用于汽车照相系统，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。

早在1859年，俄罗斯化学家Butlerov首次合成出了聚碳酸酯材料，19世纪初这一材料又被Einhorn再次合成出来，但当时均未引起重视。直到Butlerov发现聚碳酸酯一百年后，该发现才受到了美国GE公司和德国拜耳公司的特别关注。1956年，这两家公司同时宣布建立工厂生产聚碳酸酯。1959年，拜耳公司生产出了商业化的产品，命名为Makrolon；第二年GE公司推出了名为Lexan的聚碳酸酯。另外，陶氏公司也在1984年生产出了自己的聚碳酸酯产品，称之为Calibre。

　　这种高性能的材料具有广阔的市场。1970年，全世界的的聚碳酸酯消费量即达到了4000万磅，1980年则达到了2亿1千8百万磅，而今天，聚碳酸酯已经成为继尼龙之后第二大工程塑料，并且目前仍保持着较高的增长速度。

PC的性能及其改性

　　聚碳酸酯是一种无定型的热塑性塑料，它具有透明、高的热变形温度以及良好的抗冲击强度的特性，到目前为止还没有其他的工程塑料能够同时拥有这么多优点。聚碳酸酯的拉伸强度约为9000 psi（1psi=6894.76Pa），弯曲模量为340000psi，264 psi载荷下热变形温度为270°F。若在其中添加填充物或者增强剂后，它的热变形温度和强度会得到进一步地提高。

　　大多数聚碳酸酯在低温时的缺口冲击强度为12~ 17 ft-lb/in(1ft-lb/in=53.4J/m)，虽然它们具有较高的缺陷敏感性，然而在制品的设计时只要做些改进，就会获得比标准试验所得到的数据高得多的实际缺口冲击强度。例如，一个0.125in(1in=25.4mm)厚，内圆角半径为0.1in的直角型样条，其缺口冲击强度为2.5 ft-lb/in；如果内圆角半径为0.2in，其缺口冲击强度将达到20.2ft-lb。换句话说，若把内圆角半径增加一倍，其缺口冲击强度就能够增加8倍。这就是为什么聚碳酸酯制品的设计者总是将制品的内圆角半径大小作为首要考虑的设计参数。

　　聚碳酸酯的透光率为86%~89%， 这要比聚甲基丙烯酸酯91%~92% 的透光率和通常的聚苯乙烯88%~ 91%的透光率要低。

　　尽管聚碳酸酯的各种物理性能比较均衡，但是它耐化学品的性能较差，因此需要特别注意聚碳酸酯应用的化学环境。

　　聚碳酸酯也能够同ABS、PMMA、聚苯醚、聚醚（酰）亚胺、硫化聚醚（酰）亚胺、聚砜、和液晶聚合物、聚氨酯、PET、PBT等共混等形成合金，以改善材料的性能或降低成本；通过加入添加剂或者纤维填料对其进行改性，可以获得具有某种特定功能的聚合物材料。

PC的应用领域

　　GE公司当初之所以极力开发聚碳酸酯材料，主要是因为它具有良好的电性能，可用作电气绝缘材料。另外，它还具有良好的阻燃性、低烟性以及低的腐蚀气体排放性。目前，聚碳酸酯已广泛应用于电话、打印机、复印机、商用设备、实验室分析仪器等电子设备中。

　　具有透明性、耐候性以及良好的抗冲击性使聚碳酸酯能够用于制作防弹窗、机器防护罩、照明设备以及用在其他一些需要防护的场合；还有诸如温室、光学镜头防护罩、太阳能收集器、汽车灯等一些需要透明材料的场合也会看到聚碳酸酯的身影。如今，人们正在努力开发它在一些新领域的应用，如汽车车窗等。

　　聚碳酸酯是美国食品及药品管理局批准的能够应用在食品工业领域的材料。因为PC材料的透明性和耐高温性，使它在食品行业中可用于制造杯子、餐具、水壶、婴儿奶瓶和冷水瓶乃至微波炉容器等；聚碳酸酯在建筑行业上的应用仅次于PVC而处在第二位；此外，聚碳酸酯还用在其他一些产品如：医疗器械、眼镜、储物柜、玩具、便携式工具、照相器材和运动装备，特别是在低温条件下，要求抗冲击强度比较高的场合更是聚碳酸酯大显身手的领域。