聚碳酸酯教案课件.pptx

1、会计学1聚碳酸酯聚碳酸酯29.1 9.1 概概 述述9.2 9.2 双酚双酚A A型聚碳酸酯型聚碳酸酯9.3 9.3 其他类型聚碳酸酯其他类型聚碳酸酯主要内容主要内容第1页/共58页39.1 概概 述述 一、聚碳酸酯的定义一、聚碳酸酯的定义 分子分子主链主链中含有通式为中含有通式为 链节链节的的高分子化合物高分子化合物及以它为及以它为基质基质而制得而制得的各种材料的的各种材料的。COOROCOOROn第2页/共58页43.3.脂肪脂肪-芳香族芳香族PCPC2.2.脂环族脂环族PCPC熔点提高，溶解度下降，但结晶趋熔点提高，溶解度下降，但结晶趋势较大、性脆、机械强度仍不足，势较大、性脆、机械强度

2、仍不足，实用价值不大实用价值不大1.1.脂肪族脂肪族PCPC二、聚碳酸酯的分类和应用价值分析二、聚碳酸酯的分类和应用价值分析4.4.芳香族芳香族PCPC原材料成本、制品性能、成型加工性原材料成本、制品性能、成型加工性能、经济因素等，具有工业价值，尤能、经济因素等，具有工业价值，尤以双酚以双酚A A型聚碳酸酯最为重要。型聚碳酸酯最为重要。熔点低、溶解度大、亲水、热稳定熔点低、溶解度大、亲水、热稳定性差、机械强度不高性差、机械强度不高第3页/共58页5双酚双酚A A型聚碳酸酯型聚碳酸酯 (polycarbonate of bisphenol A)结构式：结构式：CH3CH3OOCOn三、性能和应用

3、三、性能和应用优点优点：突出的突出的冲击韧性、透明性和尺寸稳定性冲击韧性、透明性和尺寸稳定性；优良的机械强度和电绝缘性；优良的机械强度和电绝缘性；较宽的使用温度范围较宽的使用温度范围(-60120)。(4)可与许多其它树脂共混，形成共混物。可与许多其它树脂共混，形成共混物。缺点缺点：耐溶剂性和耐磨性差、耐疲劳强度低、缺口敏感耐溶剂性和耐磨性差、耐疲劳强度低、缺口敏感 在五大工程塑料中，在五大工程塑料中，PCPC产量仅次于产量仅次于PAPA，应用由，应用由电子、电子、电气、汽车、建筑、办公机械、包装电气、汽车、建筑、办公机械、包装等部门正迅速扩展到等部门正迅速扩展到航航空、航天、电子计算机、光盘

4、空、航天、电子计算机、光盘等许多等许多高新技术领域高新技术领域第4页/共58页6一、主要原料一、主要原料1.1.碳酸二苯酯碳酸二苯酯(diphenyl carbonates,DPC)9.2 9.2 双酚双酚A A型聚碳酸酯型聚碳酸酯化学结构式化学结构式OCOO第5页/共58页(2)(2)酯交换法合成酯交换法合成OH2+CH3O CO OCH3OCOO+2 CH3OH(碳 酸 二 甲 酯)150-250 Cat.(3)(3)氧化羰基化法合成氧化羰基化法合成OH2+CO+O212Cat.OCOO+H2O(1)(1)光气法合成光气法合成最早法最早法 OH2+COCl22NaOHOCOO+2 NaCl

5、 +2 H2O光 气工业法工业法 OH+NaOH ONa+H2OONa+COCl22OCOO+2 NaCl产率高产率高;光气剧毒光气剧毒,副产物副产物HClHCl腐蚀性强腐蚀性强,污染环境污染环境腐蚀状况减轻腐蚀状况减轻,无毒无毒;产率较低产率较低工艺简单、原料便宜、无污染工艺简单、原料便宜、无污染;副反应副反应第6页/共58页8通常由通常由苯酚苯酚与与丙酮丙酮经经酸性物质酸性物质催化缩合而成，是一种催化缩合而成，是一种重要化工原料。重要化工原料。2.2.双酚双酚A(Bisphenol A;BPA)，学名，学名2,22,2双双(4-(4-羟羟基苯基基苯基)丙烷丙烷2,2-bis(4-hydro

6、xyphenyl)propane2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane，亦称亦称二酚基丙烷二酚基丙烷(disphenylol propane)(disphenylol propane)。CCH3CH3OHOH第7页/共58页93.3.光气光气(Phosgene)，学名碳酰氯，学名碳酰氯(Carbonyl chloride)或或氯代甲酰氯氯代甲酰氯(Chloroformyl chloride)。结构式为。结构式为CClClO 剧毒剧毒气态物质；极其活泼，极易与多种胺类、醇类及其气态物质；极其活泼，极易与多种胺类、醇类及其它一些化合物反应，生成酮、酯、酸等；遇热分解、遇水它

7、一些化合物反应，生成酮、酯、酸等；遇热分解、遇水发生剧烈反应，产物有很强的腐蚀性。发生剧烈反应，产物有很强的腐蚀性。第8页/共58页10PCPC的的合合成成方方法法光气法光气法酯交换法酯交换法二、聚碳酸酯的合成二、聚碳酸酯的合成第9页/共58页111.1.酯交换法酯交换法又叫又叫熔融缩聚法熔融缩聚法，在，在碱性催化剂碱性催化剂存在下，由存在下，由双双酚酚A A与与碳酸二苯酯碳酸二苯酯(1 1:1.05mol)在在高温高温、高真空度高真空度条件下，经条件下，经酯交换反应酯交换反应(余压余压1.331.336.65kPa;1756.65kPa;175230)230)和和缩聚反应缩聚反应(余压小于余

8、压小于133Pa;295133Pa;295300)300)而生而生成成PCPC的一种工艺过程。的一种工艺过程。CCH3CH3OHOHOCOOn+nCCH3CH3OOCOnOH+2n第10页/共58页12CCH3CH3OHOH+2 NaOHCCH3CH3OONaNa+2 H2O2.2.光气法光气法 光气界面缩聚法光气界面缩聚法合成是在合成是在常温常压下，由双酚常温常压下，由双酚A A钠盐与光气钠盐与光气进行进行界面缩聚界面缩聚得到得到PCPC，化学反应式为，化学反应式为 光气溶液缩聚法光气溶液缩聚法是将光气通入双酚是将光气通入双酚A A的的吡啶溶液吡啶溶液中进行中进行。此法中所用。此法中所用吡啶

9、有吡啶有恶臭恶臭、易燃易爆易燃易爆、有一定、有一定毒性毒性、污染环境污染环境，给生产操作带来困难，操作人员需要特殊劳动保护，且，给生产操作带来困难，操作人员需要特殊劳动保护，且吡啶较吡啶较贵贵，溶剂及沉淀剂需分离回收，致使过程复杂，经济性差，溶剂及沉淀剂需分离回收，致使过程复杂，经济性差。故。故该该法处于被限制发展的状况法处于被限制发展的状况。CCH3CH3OONaNaCClClOCCH3CH3OOCO+2n NaClnnn第11页/共58页131 1、PCPC的结构的结构 目前，具有工业价值的目前，具有工业价值的PCPC是芳香族是芳香族PCPCCH3CH3OOCOn难以弯曲。刚性难以弯曲。刚

10、性，机械强度、，机械强度、耐热性、耐化学药品性、耐候性耐热性、耐化学药品性、耐候性和尺寸稳定性和尺寸稳定性，在有机溶剂中，在有机溶剂中的溶解性和吸水性的溶解性和吸水性。柔顺性柔顺性 ，易于发，易于发生分子内旋转，加生分子内旋转，加大溶解性和吸水性大溶解性和吸水性极性较大，分子链中较薄弱部极性较大，分子链中较薄弱部分。易水解断裂，易溶于极性分。易水解断裂，易溶于极性有机溶剂，电绝缘性能有机溶剂，电绝缘性能 。结构对称结构对称三、聚碳酸酯的结构与性能三、聚碳酸酯的结构与性能第12页/共58页14 刚性相当大的刚性相当大的PCPC分子链及相互间较大引力使分子链及相互间较大引力使彼此缠结不易解除，分子

11、链间相对滑动困难彼此缠结不易解除，分子链间相对滑动困难；聚合物在外力作用下聚合物在外力作用下不易变形，尺寸稳定性不易变形，尺寸稳定性提高提高；大分子链大分子链取向困难，结晶不易，无定形态取向困难，结晶不易，无定形态；外力强迫取向后，分子链不易松弛，外力强迫取向后，分子链不易松弛，PCPC制品制品内的残留内应力难以自行消除。内的残留内应力难以自行消除。第13页/共58页15(2)PC(2)PC的凝聚态结构特点的凝聚态结构特点易形成长而硬的易形成长而硬的原纤维状结构原纤维状结构。它们混合交错。它们混合交错地连接组成疏松的网络，使高聚物中存在大量地连接组成疏松的网络，使高聚物中存在大量微空隙微空隙。

12、原纤维内部分子敛集的原纤维内部分子敛集的规整度规整度及及分子间的作用分子间的作用力力都较大，成为一种都较大，成为一种整体性的结构单元整体性的结构单元。当外。当外力作用时，首先是以原纤维为单位开始移动。力作用时，首先是以原纤维为单位开始移动。第14页/共58页16聚集态结构不同会给聚集态结构不同会给PCPC树脂带来一些新特点。树脂带来一些新特点。PC PC具有很高的冲击强度？具有很高的冲击强度？原因：原因：由于由于原纤维骨架原纤维骨架在高聚物中的在高聚物中的增强增强作用所作用所致；而聚合物中致；而聚合物中大量微小空隙大量微小空隙的存在又使原纤维的存在又使原纤维骨架在受到冲击作用时能迅速位移以致显

13、示出骨架在受到冲击作用时能迅速位移以致显示出更更高的弹性高的弹性。第15页/共58页172 2、PCPC的性能的性能双酚双酚A A型型PCPC是无色或微黄色透明、刚硬、坚韧的是无色或微黄色透明、刚硬、坚韧的固体，微黄色是由于双酚固体，微黄色是由于双酚A A纯度不高所致。透光纯度不高所致。透光率达率达89%89%，无臭无味，密度，无臭无味，密度1.20g/cm1.20g/cm3 3。硬度大。硬度大于于PMMAPMMA，表面不易划伤。，表面不易划伤。第16页/共58页181.1.结晶性结晶性 双酚双酚A A型型PCPC大分子链较僵硬，结晶较困难，一大分子链较僵硬，结晶较困难，一般为般为无定型聚合物

14、无定型聚合物，但分子量较低时有结晶趋势，但分子量较低时有结晶趋势。结晶时，熔点。结晶时，熔点，强度，强度，伸长率，伸长率，同时电，同时电绝缘性绝缘性，溶解性和吸湿性，溶解性和吸湿性。2.2.吸水性吸水性 PC PC大分子链上堆砌了大量大分子链上堆砌了大量苯环苯环且且极性低极性低，其吸水，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性在通用工程塑料甚至所有热塑性塑料中都是较小的。的。吸水主要原因：分子中的吸水主要原因：分子中的极性基团极性基团(酯基等酯基等)和和表表面吸附作用。面吸附作用。PCPC的吸水性小，一般不会影响其制品的吸水性小，一般不会影响其制品的尺寸和形状稳定性，因此适于制造的

15、尺寸和形状稳定性，因此适于制造精密精密制品。制品。第17页/共58页193.3.力学性能力学性能n力学性能优良，尤其是力学性能优良，尤其是冲击性能冲击性能优异，低温下仍保优异，低温下仍保持较高力学强度，是一种强韧性材料。在很宽范围内持较高力学强度，是一种强韧性材料。在很宽范围内能保持较好的能保持较好的尺寸稳定性尺寸稳定性。n 冲击强度冲击强度非常突出，与非常突出，与GFGF增强酚醛和聚酯玻璃钢相增强酚醛和聚酯玻璃钢相当。当。n 拉伸应力拉伸应力-应变曲线属应变曲线属硬硬而而韧韧类型，拉伸过程中产类型，拉伸过程中产生明显的生明显的屈服点屈服点，强度很高，强度很高，断裂伸长率断裂伸长率较大。较大。

16、n 耐蠕变性耐蠕变性优于优于PAPA和和POMPOM，尺寸稳定性高，而，尺寸稳定性高，而耐疲劳耐疲劳强度强度较低、较低、缺口敏感性缺口敏感性高、高、耐磨性耐磨性较差较差。n 耐应力开裂性耐应力开裂性较差较差，主要是，主要是PCPC熔体粘度大熔体粘度大，成型时，成型时易产生易产生内应力内应力，内应力使，内应力使分子间力分子间力和和链的缠结数链的缠结数减少减少，在外力作用下，在外力作用下，承受点减少承受点减少，易断裂。，易断裂。增加分子量增加分子量有利于改善应力开裂性能。有利于改善应力开裂性能。第18页/共58页204.4.光学性能和耐辐射性光学性能和耐辐射性 PC PC无色透明，透光性高无色透明

17、，透光性高，透光率透光率大于大于87%87%，最高，最高可达可达90%90%以上；以上；折射率折射率随随温度的变化呈直线关系。温度的变化呈直线关系。由于折射率高，韧性高，由于折射率高，韧性高，适宜制作适宜制作精密光学精密光学仪器。仪器。PCPC的的耐辐射性能欠佳，耐辐射性能欠佳，高剂量辐射会使高剂量辐射会使PCPC薄膜的薄膜的高温机械强度明显下降。高温机械强度明显下降。PC材料不变形监视窗材料不变形监视窗第19页/共58页215.5.化学性能化学性能n PC PC具有一定的耐化学药品性，对具有一定的耐化学药品性，对有机酯、稀无有机酯、稀无机酸、盐类、油、脂肪烃及醇机酸、盐类、油、脂肪烃及醇都比

18、较稳定；都比较稳定；n 不耐稀碱、浓酸、王水、氯烃、胺、酮、酯、不耐稀碱、浓酸、王水、氯烃、胺、酮、酯、芳烃及糠醛等。酯基存在使芳烃及糠醛等。酯基存在使PCPC较容易溶于极性有机较容易溶于极性有机溶剂。溶剂。n 常用的溶剂是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯乙烷常用的溶剂是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯乙烷。第20页/共58页226.6.热性能热性能n PCPC具有很高的耐热性能和耐寒性具有很高的耐热性能和耐寒性。长期使用长期使用温度温度可在可在-100-100130130范围内，脆化温度范围内，脆化温度-100-100，甚至在，甚至在-180-180的低温下，仍具有一定韧性。的低温下，仍具有一定韧性。n P

19、CPC无明显熔点无明显熔点，220220230230呈熔融状态，比通呈熔融状态，比通用塑料的熔点高得多。用塑料的熔点高得多。PCPC在在320320以下很少降解，以下很少降解，330330340340出现降氧和热降解。出现降氧和热降解。第21页/共58页237.7.电性能电性能nPCPC的的分子分子极性小极性小，T Tg g高，吸水性低高，吸水性低，因此具有，因此具有优优良的电绝缘性能良的电绝缘性能，但比非极性的聚合物差。，但比非极性的聚合物差。n在较宽的温度范围和潮湿条件下，仍可保持较优在较宽的温度范围和潮湿条件下，仍可保持较优异的电性能异的电性能，如介电常数和介电损耗角正切在室，如介电常数

20、和介电损耗角正切在室温至温至125125范围内范围内几乎不变几乎不变；在；在120120加热后，电加热后，电性能也基本保持不变；在性能也基本保持不变；在-40-40-120-120的低温下，的低温下，体积电阻率仅比常温下稍有降低体积电阻率仅比常温下稍有降低第22页/共58页248.8.稳定性稳定性 PC PC加工温度高加工温度高(300(300或更高或更高)，在存在，在存在水、铁或残余水、铁或残余碱碱等杂质的情况下，树脂易变黄，分子量降低。碱的等杂质的情况下，树脂易变黄，分子量降低。碱的存在会引起变黄、支化和交联。存在会引起变黄、支化和交联。PC PC吸水性高于聚烯烃，但吸水性高于聚烯烃，但不

21、影响尺寸稳定性不影响尺寸稳定性。一般。一般PCPC吸水率吸水率0.15%0.15%，2525是吸水率是吸水率0.34%0.34%，100100时为时为0.48%0.48%。能耐。能耐6060热水，在热水，在更高温度水中易开裂更高温度水中易开裂。树脂。树脂中杂质可以与水反应，降低机械性能。中杂质可以与水反应，降低机械性能。第23页/共58页25 PC PC耐候性较好耐候性较好，对，对热、空气、臭氧热、空气、臭氧稳定性很好。制品稳定性很好。制品在室外暴露在室外暴露1 1年，力学性能基本不变。但较长时间暴露于年，力学性能基本不变。但较长时间暴露于紫外光紫外光时，会因时，会因光氧化反应光氧化反应而发黄

22、、降解、变脆。故常而发黄、降解、变脆。故常加入加入光稳定剂、热稳定剂光稳定剂、热稳定剂等以改善其性能。等以改善其性能。9.9.耐老化性和阻燃性耐老化性和阻燃性 PC PC可燃，燃烧时火焰呈淡黄色，离开火可燃，燃烧时火焰呈淡黄色，离开火焰后立即自动熄灭。焰后立即自动熄灭。第24页/共58页26四、四、PCPC的物理改性的物理改性 在在复合改性复合改性中，单纯利用填料进行中，单纯利用填料进行填充改性填充改性的方法很少使用，所以目前的方法很少使用，所以目前主要集中在增强主要集中在增强和共混改性和共混改性方面，尤其是共混改性。方面，尤其是共混改性。PCPC的物理改性方法的物理改性方法填充改性填充改性增

23、强改性增强改性共混改性共混改性(又称合金化又称合金化)第25页/共58页271 1 纤维增强纤维增强PCPC 为显著提高为显著提高拉伸强度、弯曲强度及其模量拉伸强度、弯曲强度及其模量等等机械性机械性能能，在，在PCPC树脂中加入树脂中加入纤维状物质纤维状物质（如（如GFGF、CFCF、硼、硼纤维、石棉纤维等），便可得到增强纤维、石棉纤维等），便可得到增强PCPC。在市场。在市场经济条件下，评价材料时往往考虑经济条件下，评价材料时往往考虑性能性能/价格比价格比。由于由于GFGF机械强度高、耐热性好、吸水性小、尺寸机械强度高、耐热性好、吸水性小、尺寸稳定性优良、价格低廉，因此，稳定性优良、价格低廉

24、，因此，增强增强PCPC主要用主要用GFGF及其织物来制造及其织物来制造。第26页/共58页282 PC2 PC共混改性共混改性 PC/ABS PC/ABS合金是一种合金是一种异质异质多相多相体系体系，品种众多品种众多，综，综合了合了ABSABS和和PCPC两者的优良性能，是一种两者的优良性能，是一种性能全面性能全面的的聚合物合金。聚合物合金。ABSABS的耐热性、耐冲击性和拉伸的耐热性、耐冲击性和拉伸性能，使性能，使ABSABS应用于高性能领域；应用于高性能领域；PCPC的成本和的成本和熔体粘度，熔体粘度，流动性，改善其加工性能，流动性，改善其加工性能，制品内制品内应力和冲击强度，使应力和冲

25、击强度，使PCPC可用于可用于薄壁长流程薄壁长流程的制品加的制品加工。工。第27页/共58页29PC的的加工特性加工特性五、五、PCPC的加工特性的加工特性吸水性吸水性 结晶和结晶和收缩率收缩率 热稳定性热稳定性 流变性能流变性能 第28页/共58页301 1 吸水性吸水性 n PC PC的主链结构中含有的主链结构中含有酯基，有亲水性酯基，有亲水性，可吸水。在空，可吸水。在空气中，常温下的气中，常温下的平均吸水率平均吸水率为为0.150.150.20%0.20%，吸水后性能变，吸水后性能变化不大。化不大。n 成型加工时，成型加工时，控制控制PCPC的水分含量的水分含量是保证制品质量的关是保证制

26、品质量的关键环节之一，应控制在键环节之一，应控制在0.02%0.02%以下。以下。n 高温高温成型加工过程中，水分使分子链上的酯键产生成型加工过程中，水分使分子链上的酯键产生水水解和降解解和降解，分子量，分子量，还会导致制品出现银丝、气泡和裂，还会导致制品出现银丝、气泡和裂纹等，造成力学性能，尤其是冲击韧性劣化，材料的抗开纹等，造成力学性能，尤其是冲击韧性劣化，材料的抗开裂能力裂能力。n 成型加工前成型加工前须进行干燥处理须进行干燥处理，干燥温度低于，干燥温度低于135135，宜宜选选120120。第29页/共58页312 2 结晶和收缩率结晶和收缩率 PC PC是非结晶性塑料，在通常的成型加

27、工条件下很少结是非结晶性塑料，在通常的成型加工条件下很少结晶。但在特定条件下，如用晶。但在特定条件下，如用溶液法制备薄膜溶液法制备薄膜时，会出现时，会出现正交晶系正交晶系的结晶结构。成型收缩率低，一般在的结晶结构。成型收缩率低，一般在0.50.50.8%0.8%范围内。范围内。3 3 热稳定性热稳定性 PCPC在在320320以下很少降解，在以下很少降解，在330330340340出现氧出现氧化发热，引起化发热，引起热氧降解热氧降解。透明。透明PCPC的的注塑注塑温度高温度高达达310310，不会出现气泡、银丝等。可见，不会出现气泡、银丝等。可见PCPC加加工温度高工温度高。这就要求注塑和挤出

28、机要有良好的。这就要求注塑和挤出机要有良好的温度调控装置和较高注射压力温度调控装置和较高注射压力。第30页/共58页324 4 流变性能流变性能 熔融状态下的熔融状态下的PCPC粘度在很宽的剪切范围内基本不变粘度在很宽的剪切范围内基本不变，流变性，流变性接近于牛顿型流体接近于牛顿型流体，主要与，主要与温度温度有关。有关。PCPC粘粘度大，是度大，是热敏性热敏性的，的，熔体粘度熔体粘度对温度的变化比较敏感对温度的变化比较敏感，温度下降时，熔体粘度增大很快。冷却速率快，制，温度下降时，熔体粘度增大很快。冷却速率快，制品易产生品易产生内应力内应力，因此，成型后应，因此，成型后应立即进行热处理立即进行

29、热处理，温度范围在温度范围在110110120120之间。之间。第31页/共58页335 5、PCPC的加工方法的加工方法 PC PC加工性能优良，可采用多种方法加工，如注塑、加工性能优良，可采用多种方法加工，如注塑、挤出、吹塑、压延等。挤出、吹塑、压延等。注塑注塑是是主要成型方法主要成型方法，主要用于制造较精密的、承，主要用于制造较精密的、承受较大受较大冲击负荷冲击负荷的中、小型制品。的中、小型制品。挤出成型挤出成型用于制造用于制造PCPC的的板板、管管和和棒棒等型材以及等型材以及薄膜薄膜，所用物料分子量较高，一般均在，所用物料分子量较高，一般均在3.43.410104 4以上。以上。用用吹

30、塑吹塑成型方法可生产成型方法可生产PCPC的的包装容器包装容器。第32页/共58页34三、三、PCPC的应用的应用PC PC 的的应应 用用汽车汽车 电子电器电子电器 光学光学 建筑建筑 包装包装 航空航天航空航天 医疗器械医疗器械 办公设备办公设备 第33页/共58页35PCPC灯罩灯罩标致标致PCPC后车窗后车窗PC透明电器PCPC电源盒电源盒PCPC板用于按钮箱板用于按钮箱第34页/共58页36VCDVCD光盘光盘PCPC透明保护镜透明保护镜第35页/共58页37第36页/共58页38PCPC板材封顶板材封顶第37页/共58页39透透明明的的PCPC过过滤滤器器PC容器PC杯子PCPC片

31、材片材第38页/共58页40用于高压消毒的用于高压消毒的PCPC托盘托盘(垫子垫子)使用使用PCPC无针药物注射系统无针药物注射系统向向心心脏脏输输入入输输出出血血液液的的PCPC产产品品第39页/共58页41对对讲讲机机的的P CP C外外壳壳打打线线柱柱外外壳壳微穿孔微穿孔PCPC吸声膜吸声膜第40页/共58页42防结露防结露PCPC板板 PCPC管材、异型材管材、异型材第41页/共58页43PCPC管、护栏灯管管、护栏灯管PCPC头盔与面罩头盔与面罩第42页/共58页44CLS20CLS20型金属化型金属化PCPC膜介质直流固定电容器膜介质直流固定电容器PCPC膜电容器膜电容器第43页/

32、共58页45新一代新干线新一代新干线“N700N700系系”车车窗窗PCPC接线箱接线箱第44页/共58页46PCPC丝印丝印PCPC夹具夹具第45页/共58页47思考题思考题第46页/共58页486 6 双酚双酚A A型型PCPC可以结晶吗？为什么一般总是得到无定形制品可以结晶吗？为什么一般总是得到无定形制品?双酚双酚A A型聚碳酸酯可以结晶，但由于型聚碳酸酯可以结晶，但由于PCPC分子分子主链的刚性主链的刚性及及苯环的苯环的体积效应体积效应，使它的，使它的结晶能力较差结晶能力较差。因为。因为PCPC聚合物成型时聚合物成型时熔融温熔融温度和玻璃化温度度和玻璃化温度皆远高于制品成型的模温，很快

33、就从熔融温度皆远高于制品成型的模温，很快就从熔融温度降低到玻璃化温度以下，降低到玻璃化温度以下，完全来不及结晶完全来不及结晶，只能得到无定形制，只能得到无定形制品。品。7 7 双酚双酚A A型型PCPC的主要缺点是什么？如何克服这些缺点？的主要缺点是什么？如何克服这些缺点？双酚双酚A A型型PCPC的主要缺点是熔体粘度高、加工流动性差、制品残余的主要缺点是熔体粘度高、加工流动性差、制品残余内应力大、高温易水解、价格高等。克服这些缺点的主要手段内应力大、高温易水解、价格高等。克服这些缺点的主要手段是共混和共聚改性。是共混和共聚改性。8 8 聚酯聚碳酸酯结构与双酚聚酯聚碳酸酯结构与双酚A A型型P

34、CPC有何不同？它何以具有更高的有何不同？它何以具有更高的耐热性？耐热性？聚酯聚碳酸酯是分子链中含有双酚聚酯聚碳酸酯是分子链中含有双酚A A型型PCPC链节与双酚链节与双酚A A对苯二甲对苯二甲酸酯链节的共聚物，其中，对苯二甲酸双酚酸酯链节的共聚物，其中，对苯二甲酸双酚A A酯的含量一般不超酯的含量一般不超过过25%25%，在此范围内，其含量增大，在此范围内，其含量增大，共聚物耐热性共聚物耐热性比纯双酚比纯双酚A A型型PCPC提高幅度增大，即具有更高的耐热性，但流动性和冲击韧性提高幅度增大，即具有更高的耐热性，但流动性和冲击韧性下降幅度也增大。抗蠕变性、耐老化性优于双酚下降幅度也增大。抗蠕变

35、性、耐老化性优于双酚A A型型PCPC。第47页/共58页499.3 9.3 其他类型的聚碳酸酯其他类型的聚碳酸酯1 1 卤代双酚卤代双酚A A型聚碳酸酯型聚碳酸酯（Polycarbonates of halogenated Bisphenol-A type）白色粉末状树脂。白色粉末状树脂。按分子组成单元，目前主要有两类结构的产品。按分子组成单元，目前主要有两类结构的产品。CH3CH3OOCOXXXXnX=Br,Cl均缩聚物均缩聚物 CH3CH3OOCOCH3CH3OOCOXXXXPqn共缩聚物共缩聚物 第48页/共58页50 与普通聚与普通聚PCPC相比相比，卤代双酚，卤代双酚A A型型PC

36、PC具有更高的具有更高的Tm、Tg和和拉伸强度和优良的阻燃性。溴代物比氯代物更耐高温拉伸强度和优良的阻燃性。溴代物比氯代物更耐高温、更阻燃。但是，卤代双酚、更阻燃。但是，卤代双酚A A型型PCPC的的成型加工性能都较成型加工性能都较差差。表表1 1 卤代双酚卤代双酚A A型聚碳酸酯的主要性能型聚碳酸酯的主要性能项目项目普通双酚普通双酚A A型型PCPC 四溴四溴双酚双酚A A型型PCPC 四氯四氯双酚双酚A A型型PCPC相对密度相对密度1.18-1.201.18-1.201.91.91.421.42熔融温度熔融温度/220-230220-230350-370350-370250-260250

37、-260玻璃化温度玻璃化温度/145-150145-150225225180180拉伸强度拉伸强度/MPa/MPa6060100100100100阻燃性阻燃性可燃可燃不不 燃燃不不 燃燃第49页/共58页512 2 聚酯碳酸酯（聚酯碳酸酯（Polyester-carbonates,PEC）CH3CH3OOCOPqCH3CH3OCOOCO 聚酯碳酸酯大分子链中兼有聚酯碳酸酯大分子链中兼有聚苯二甲酸双酚聚苯二甲酸双酚A A酯嵌段酯嵌段和和双酚双酚A A型型PCPC嵌段嵌段，因此它兼具了聚芳酯的，因此它兼具了聚芳酯的高耐热性高耐热性和和PCPC突突出的冲击强度出的冲击强度，连续使用温度可达连续使用温

38、度可达160-170160-170（双酚（双酚A A型型PCPC为为110-120110-120），短时间处于），短时间处于380380下质量也不会有明显变化下质量也不会有明显变化；其耐；其耐蠕变性和耐老化性、耐环境开裂性也很好，能经受蠕变性和耐老化性、耐环境开裂性也很好，能经受132132高温蒸汽反复消毒处理而不泛黄高温蒸汽反复消毒处理而不泛黄。第50页/共58页523 3 有机硅有机硅-聚碳酸酯聚碳酸酯 是是聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷-双酚双酚A A型型PCPC的的嵌段共聚物嵌段共聚物(Silicone-polycarbonate block copolymer)，结构式为：，结构式为：

39、CH3CH3OCH3CH3OOCSiOOCH3CH3pqn大分子链中含有一定数量的大分子链中含有一定数量的有机硅嵌段有机硅嵌段和和PCPC嵌段嵌段。随。随有机硅嵌段有机硅嵌段长短长短及其及其所占比例所占比例的变化，对产的变化，对产品性能影响很大。有机硅嵌段含量品性能影响很大。有机硅嵌段含量，软化温度，软化温度，加工温度和分解温度加宽，伸长率加大，机，加工温度和分解温度加宽，伸长率加大，机械强度逐渐械强度逐渐 。坚韧坚韧而而透明透明。由于分子中大量硅。由于分子中大量硅-氧键的存在，对氧气的透过率比普通氧键的存在，对氧气的透过率比普通PCPC约高约高1010倍。同时，对无机材料，尤其是玻璃等含硅材

40、料倍。同时，对无机材料，尤其是玻璃等含硅材料的粘接力大为提高。的粘接力大为提高。第51页/共58页53 目前，有机硅目前，有机硅-聚碳酸酯嵌段共聚物主要被用来制聚碳酸酯嵌段共聚物主要被用来制造造光学透明薄膜（片）光学透明薄膜（片）和和选择性渗透膜选择性渗透膜。其中，选择。其中，选择性渗透膜可广泛用于宇宙飞船、潜水艇、水下实验室性渗透膜可广泛用于宇宙飞船、潜水艇、水下实验室和医疗设备、气体分析设备等的和医疗设备、气体分析设备等的供气系统供气系统或或呼吸系统呼吸系统及及人工心肺机人工心肺机等。等。第52页/共58页544 4 环己烷双酚环己烷双酚A A型聚碳酸酯型聚碳酸酯 由于由于环己烷基环己烷基

41、比比甲基甲基体积大，增大了体积大，增大了空间位阻空间位阻，分，分子的活动性低，对共缩聚产物的性能影响较大。当环子的活动性低，对共缩聚产物的性能影响较大。当环己烷双酚比例较小时，其熔体粘度与双酚己烷双酚比例较小时，其熔体粘度与双酚A A型型PCPC相差相差无几。随环己烷双酚比例的无几。随环己烷双酚比例的 ，共缩聚物的熔体粘度，共缩聚物的熔体粘度不断不断 ，T Tg g逐渐逐渐。与普通。与普通PCPC相比，这种新型相比，这种新型PCPC的的耐耐热性、机械强度、电绝缘性、耐应力开裂性和透明度热性、机械强度、电绝缘性、耐应力开裂性和透明度等都要等都要好得多。好得多。第53页/共58页555 5 含醚键

42、双酚型聚碳酸酯含醚键双酚型聚碳酸酯 含醚键双酚型含醚键双酚型PCPC是利用是利用4,4-4,4-二羟基二苯醚二羟基二苯醚 和另一种通式为和另一种通式为的双酚一起进行的双酚一起进行缩聚反应缩聚反应制得的。制得的。OOHOHROHOH 与双酚与双酚A A型型PCPC相比，相比，含醚键双酚型含醚键双酚型PCPC的的耐热性、机械耐热性、机械强度、耐老化性能强度、耐老化性能等均有所改进，成型加工性能更好。等均有所改进，成型加工性能更好。有的品种具有相当意义的特性。有的品种具有相当意义的特性。第54页/共58页566 6 其它新型聚碳酸酯其它新型聚碳酸酯(1)(1)大体积双酚型聚碳酸酯大体积双酚型聚碳酸酯

43、 为提高耐热等级及其它性能，利用为提高耐热等级及其它性能，利用大体积双酚大体积双酚代替双代替双酚酚A A，制得了一系列具有，制得了一系列具有大空间立体结构分子链大空间立体结构分子链的的PCPC。所说的大体积双酚，主要指所说的大体积双酚，主要指空间体积空间体积比双酚比双酚A A还大甚至还大甚至大得多的双酚，如大得多的双酚，如OOCOn用含降冰片烷环制用含降冰片烷环制CH3OOCOn用用1,1-1,1-双双(4-(4-羟基苯基羟基苯基)苯苯基乙烷制基乙烷制第55页/共58页57HOOCOn用双用双(4-(4-羟基苯基羟基苯基)苯基甲烷制苯基甲烷制OOCOn用双用双(4-(4-羟基苯基羟基苯基)二苯基甲烷制二苯基甲烷制OOOCOOn用酚酞制用酚酞制第56页/共58页58(2)(2)含含硫硫、磷磷、氮氮、硅硅等等双酚双酚型聚碳酸酯型聚碳酸酯SOHOHOO4,4-4,4-二羟基二苯二羟基二苯砜砜SOHOH4,4-4,4-二羟基二苯二羟基二苯硫醚硫醚SOHOHO4,4-4,4-二羟基二苯二羟基二苯亚砜亚砜CCH3POHOHOOCH3CH3O含磷酸酯的双酚含磷酸酯的双酚N,N-N,N-二羟基二苯基二羟基二苯基硫脲硫脲OHNHCSNHOH4,4-4,4-二羟基二苯基二甲基二羟基二苯基二甲基硅烷硅烷SiCH3CH3OHOH第57页/共58页59感谢您的观看。感谢您的观看。第58页/共58页