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聚碳酸酯(PC) 化学及性能介绍

聚碳酸酯(PC)是一种无定形热塑性工程塑料。它具有极为优良的韧性、透明度和高的热变形温度等综合性能。在大多数应用中,一般都要求至少有上述这样性能中的两种。聚碳酸酯其他杰出的性能还有尺寸稳定性、优良的电性能和特有的耐燃性。
主要应用领域为汽车、商业机器和仪表行业。聚碳酸酯年增长率约为6%。

化学及性能

最成功的工业生产的聚碳酸酯是用双酚A与光气界面缩聚工艺进行反应。

这一反应是在水相和有机相存在下的碱性条件进行的。分子量通过使用酚的链终止剂加以控制。生产双酚A聚碳酸酯的工艺由于界面反应和产品的回收而复杂化。

韧性是聚碳酸酯最突出的性能,的确,对于象学校窗户、防暴设备及运动设备方面应用来说,聚碳酸酯在韧性上几乎没有对手。

高分于结构中的碳酸酯链段使聚碳酸酯成为韧性最好和最耐用的塑料之一,而双酚A链段使聚合物有很高的热性能(Tg=300F)。典型的商品聚碳酸酯分子量为22 000—35 000,多分散性(MW/MN)一般为2.2—2.5。

除分子量外,聚碳酸酯的熔体流动速率(ASTM D 1238, 573F, 1.2kg)一般也有一定的范围。标准的商品的熔体流动范围为4-23。
超过这一熔体的流动范围,除了流变学性能外其他性能相当稳定,只有缺口悬臂梁式冲击强度在较高的熔体流速下有轻微的下降。通用级聚碳酸酯的性质如表1所示。

除成本外对聚碳酸酯实际仅有几种限制。不宜长期暴露于高温及潮湿的环境中,因为聚碳酸酯在高温下的长期耐水解稳定性差。可通过使用热稳定剂。紫外线稳定剂、脱模剂、玻璃纤维和阻燃剂对其改性。商业化产品通常必须满足由FDA、NSF、UL和其他机构所确立的有关指标。

品级

实用化的聚碳酸酯有通用级和符合美国食品和医药管理局(FDA)要求的品级两种。这些品级含有脱模剂、紫外线稳定剂或两种之一。在一定应用领域中要求较低的模塑收缩率和较高的模量时可使用玻璃填充产品。
阻燃级有 UL-94(1/8 in.) V-O和V-0/5V两种。阻燃的极限氧指数约为40而通用级为26。含有发泡剂的结构用泡沫级也可买到。对于要求高熔体强度——象吹塑和结构用板材的应用领域可使用文化聚碳酸酯。各种新型的易流动树脂可用于改进聚碳酸酯的加工性能同时又能保持聚碳酸酯的性能。

很高的熔体流动速率(MFR80)的品级可用于满足生产高密磁盘的严格要求。也有各种品级用于特殊用途,如薄膜、医学用及眼用镜片。

特殊级别的不透明聚碳酸酯共混物也已生产出来,其加工性能,低温韧性和切口敏感性有所改善。这些品级包括聚碳酸酯与各种弹性体、聚烯烃、热塑性聚酯、ABS和AES的共混物。

PC也具有缺口敏感性,因此适当地设计出具有合适半径的零件是很重要的。缺口敏感性在抗冲改性产品和共混物中可得到改善。

通过添加剂、涂层或共挤出技术可改善聚碳酸酯的耐候性、耐化学药品性和耐刮痕性。

碳酸芳香族酯类、聚酯一碳酸酯共聚物和特种聚碳酸酯共聚物已经开发成功并用于要求高热变形温度的应用领域。

聚碳酸酯商品的颜色范围很宽,包括标准色、指定的颜色,指定的不透明的,标准白、灰和黑色品级。

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