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聚碳酸酯(英文缩写为PC)是一种分子链中含有碳酸酯碱的聚合物,按酯基结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族芳香族等类型。 其中,脂肪族和脂肪族芳香族聚碳酸酯的力学性能较低,限制了其在工程塑料中的应用。 目前,只有芳香族聚碳酸酯被工业化生产。 由于聚碳酸酯结构的特殊性,它已成为五大工程塑料中增长最快的通用工程塑料。
聚碳酸酯是一种强力热塑性树脂,以其内部的-CO3基团命名。 可由双酚A和氯氧碳(CoCl2)合成。 目前最常用的方法是熔融酯交换法,即通过酯交换和缩聚反应合成双酚A和碳酸二苯酯。
双酚A与碳酸二苯酯的反应原理:
化学性质
聚碳酸酯(PC)是碳酸的聚酯,其本身不稳定,但其衍生物(如光气、尿素、碳酸盐、碳酸盐)具有一定的稳定性。
根据醇结构的不同,聚碳酸酯可分为脂肪族和芳香族两大类。
脂肪族聚碳酸酯。 如聚碳酸乙二醇酯、聚碳酸三亚甲基酯及其共聚物熔点和玻璃化转变温度低,强度差,不能用作结构材料; 但凭借其生物相容性和可生物降解的特性,可用于药物缓释载体、手术缝合线、骨支撑材料等。
聚碳酸酯耐弱酸、弱碱和中性油【了解更多'塑料'、'工程塑料'、'改性塑料'等行业知识,海量材料超物性表、超材料选材案例、降本增效解决方案,欢迎进入“塑料图书馆网”即可解决! 】。聚碳酸酯不耐紫外线和强碱。
PC是一种线性聚碳酸酯,其中碳酸基团与分子中的其他基团交替排列,可以是芳香族、脂肪族或两者兼而有之。 双酚A型PC是最重要的工业产品。
PC是一种几乎无色的玻璃状无定形聚合物,具有非常好的光学性能。 PC高分子量树脂具有高韧性,悬臂缺口冲击强度为600 900 J m,未填充牌号的热变形温度约为130°C,玻璃纤维增强可使该值提高10°C。 PC的弯曲模量可达2400MPa以上,树脂可加工成大型刚性制品。 低于100°C时,负载下的蠕变率较低。 PC的耐水解性差,不能用于反复经受高压蒸汽的产品。
PC的主要性能缺陷是水解稳定性不够高,对缺口敏感,耐有机化学品,耐刮擦性差,长时间暴露在紫外线下会变黄。 与其他树脂一样,PC易受某些有机溶剂的影响。
PC材料具有阻燃性。 抗氧化特性。
物理性质
密度:118-1.22 g/cm^3
线膨胀率:38×10^-5 cm/°c
热变形温度:135°C低温-45°C
聚碳酸酯为无色透明、耐热、耐冲击、阻燃Bi级,在正常使用温度下具有良好的机械性能。 与聚甲基丙烯酸甲酯相比,聚碳酸酯具有良好的抗冲击性、高折射率、良好的加工性能,并且不需要添加剂即可具有UL94 V-2阻燃性能。 然而,聚甲基丙烯酸甲酯低于聚碳酸酯**,可用于通过本体聚合生产大型装置。
材料的耐磨性是相对的,如果将ABS材料与PC材料进行比较,PC材料的耐磨性更好。 但是,与大多数塑料材料相比,聚碳酸酯的耐磨性相对较差,处于中下层,因此一些用于易磨损应用的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。
防静电PC、导电PC、耐纤维防火PC、抗紫外线耐候PC、食品级PC、耐化学腐蚀PC。
PC工程塑料的三大应用领域是玻璃组装行业、电子电器行业,其次是工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公设备、医疗卫生、薄膜、休闲防护设备等。 PC可用作门窗玻璃,PC层压板广泛应用于银行、大使馆、看守所和公共场所的防护窗,用于飞机机舱罩、照明设备、工业安全挡板和防弹玻璃。
PC板可用于各种标牌,如汽油泵表盘、汽车仪表盘、仓库和露天商业标牌、点滑动指示器、PC树脂用于汽车照明系统【了解更多'塑料'、'工程塑料'、'改性塑料'等行业知识,海量材料超物性表、超材料选材案例、降本增效解决方案,欢迎进入“塑料图书馆网”即可解决! 】、仪表板系统及内饰系统,用作汽车前大灯罩、前后尾门用加强筋、反光框、门框盖、杠杆护套、挡板、PC用作接线盒、插座、插头和套管、垫片、电视转换装置、线路支架下通信电缆的连接器、电气开关盒、配电盘、配电盘组件、 中继壳。PC可作为低负荷部件,用于家用电器电机、吸尘器、洗发水、咖啡机、烤面包机、电动工具手柄、各种齿轮、蜗轮蜗杆、轴套、导轨、冰箱货架等。 PC 是光盘存储介质的理想材料。
PC瓶(容器)透明,重量轻,抗冲击性好,耐一定的高温和腐蚀性溶液洗涤,可作为**瓶(容器)使用。 PC和PC合金可用作计算机机架,外壳和辅助设备,以及打印机零件。 改性PC耐高能辐射杀菌、蒸煮烘烤杀菌,可用于采血器械、血氧仪、手术器械、肾透析器等,PC可用作头盔和头盔、防护口罩、太阳镜和运动眼罩等。 PC薄膜广泛用于印刷图表、药品包装和薄膜换向器。
聚碳酸酯的应用和发展是向高复合化、高功能化、专业化、系列化方向发展,先后推出了光盘、汽车、办公设备、盒子、包装、医药、灯饰、薄膜等多种特殊牌号产品。
建材行业
聚碳酸酯板材具有良好的透光性、抗冲击性、抗紫外线辐射性以及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能,使其与建筑行业传统使用的无机玻璃相比具有明显的技术性能优势。 我国已建成聚碳酸酯建材中空板生产线20余条,聚碳酸酯年需求量约7万吨,到2024年达到14万吨。
汽车制造
聚碳酸酯具有良好的抗冲击性和抗热变形性,以及良好的耐候性和高硬度,因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件,主要用于聚碳酸酯合金制成的照明系统、仪表板、加热板、除霜器和保险杠。
据发达国家数据显示,聚碳酸酯在电子电器中的应用占40%,占汽车制造业的50%,我国在这一领域的使用量仅占10%左右,电子电气和汽车制造是我国快速发展的支柱产业,未来这些领域对聚碳酸酯的需求量将是巨大的。 我国汽车数量大,需求量大,因此聚碳酸酯在该领域的应用具有很大的拓展潜力。
医疗设备
由于聚碳酸酯产品可以承受蒸汽、洗涤剂、热和高剂量辐射灭菌而不变黄和物理性能退化,因此被广泛应用于人工肾血液透析设备和其他需要在透明、直观条件下操作并反复灭菌的医疗器械。 如生产高压注射器、外科口罩、一次性牙科器具、血液分离器等。
航空 航天
随着航空航天技术的飞速发展,对飞9号飞机和航天器部件的要求不断提高,这使得PC在该领域的应用也越来越多。 据统计,仅一架波音飞机就使用了2500个聚碳酸酯部件,单架飞机消耗约2吨聚碳酸酯。 在航天器上,使用了数百种用不同配置的玻璃纤维增强的聚碳酸酯部件和宇航员防护设备。
包装
包装领域的新增长是可重新消毒和可用的储水瓶。 PC瓶由于重量轻、耐冲击透明、用热水和腐蚀性溶液洗涤时不变形、透明等优点,在一些领域已经完全取代了玻璃瓶。 据**介绍,随着人们对饮用水质量的重视程度不断提高,该领域聚碳酸酯的增长速度将保持在10%以上,预计到2024年将达到6万吨。
电子行业
由于聚碳酸酯在很宽的温度和湿度范围内具有良好且恒定的电绝缘性,因此是一种优良的绝缘材料。 同时,其良好的阻燃性和尺寸稳定性使其在电子电气行业中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、车身、支架、冰箱冰柜抽屉和吸尘器零件等【了解更多'塑料'、'工程塑料'、'改性塑料'等行业知识,海量材料超物性表、超材料选材案例、降本增效解决方案,欢迎进入“塑料图书馆网”即可解决! 】。此外,聚碳酸酯材料在计算机、录像机和彩色电视机等需要高精度的重要部件中也显示出很高的使用价值。
光学镜头
聚碳酸酯因其独特的高透光率、高折射率、高抗冲击性、尺寸稳定性和易加工成型等特点,在该领域占有极其重要的地位。 由光学级聚碳酸酯制成的光学镜头不仅可以用于照相机、显微镜、望远镜和光学测试仪器等,还可以用于胶片放映机镜头、复印机镜头、红外自动对焦投影仪镜头、激光束打印机镜头,以及各种棱镜、多面镜等众多办公设备和家用电器, 并且其应用市场极为广阔。
聚碳酸酯在光学镜片中的另一个重要应用领域是作为儿童眼镜、太阳镜、安全眼镜和眼镜的镜片材料。 世界眼镜行业聚碳酸酯消费量年均增长率一直保持在20%以上,显示出巨大的市场活力。
光盘制造
随着信息产业的兴起,由光学级聚碳酸酯制成的光盘作为新一代音视频信息存储介质正在迅速发展。 聚碳酸酯因其优异的性能特点,已成为世界光盘制造业的主要原料。 世界光盘制造业消费的聚碳酸酯消费量已超过聚碳酸酯总消费量的20%,年均增长率超过10%。 根据中华人民共和国新闻出版总署公布的数字,2024年全国共有光盘生产线748条,年消费光学级聚碳酸酯约8万吨,全部进口。 因此,聚碳酸酯在光盘制造领域的应用前景极为广阔。
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