聚碳酸酯

CAS号:25037-45-0
英文名:Polycarbonate
中文名:聚碳酸酯
CBNumber:CB6236571
分子式:C16H18O5
分子量:290.32
MOL File:25037-45-0.mol

熔点 :220~230℃
密度 :1.2 g/mL at 25 °C(lit.)
折射率 :n20/D 1.586
溶解度 :chlorinated solvents: soluble
介电常数 :2.9（Ambient）
EPA化学物质信息 :Carbonic acid, polymer with 4,4'-(1-methylethylidene)bis[phenol] (25037-45-0)

WGK Germany :3

应用聚碳酸酯薄膜可制电容器、录音带、彩色录像带、太阳能利用装置、微波加热系统、反渗析膜、超过滤膜；其泡沫塑料具有耐燃性和绝热性，用于建筑工业。但聚碳酸酯抗疲劳强度低，易发生应力开裂，常用玻璃纤维增强以避免上述缺点，并提高其他多项性能。若与多种聚合物共混，或加入各种稳定剂、阻燃剂、抗静电剂，则可制得新品种以扩展其应用范围。
高分子化合物聚碳酸酯是在分子主链中含有碳酸酯的高分子化合物的总称，种类很多，最具有实用价值的是双酚A型聚碳酸酯。无毒、无臭、无色至淡黄色的透明固体。1953年H.施奈尔等在德国拜耳公司制出了具有热塑性的高熔点聚碳酸酯。1958年和1959年德国拜耳公司和美国通用电气公司相继实现了工业化生产。至20世纪70年代生产规模迅速达到万吨级。现在比较先进、采用较多的方法是双酚A钠盐与光气反应的界面缩聚工艺。
聚碳酸酯通过共聚、共混、增强等途径已发展了很多改性品种。玻璃纤维增强聚碳酸酯有更为突出的刚性、尺寸稳定性和耐蠕变性，强度和弹性模量提高2～3倍，硬度提高20%～30%，热胀系数减少到原来的三分之一。
聚碳酸酯是最重要的工程塑料之一，具有韧而刚、尺寸稳定、易着色、透明、电绝缘性好、耐电晕、对臭氧稳定等优良性能，且可经受车、铣、刨、磨、锯、钻、冲压等机械加工，因而广泛用于国民经济各部门，代替铜、铝、锌等有色金属和玻璃、木材等非金属材料，用来制造飞机和车辆的风挡和驾驶窗，用作交通工具和住房的玻璃，制作照明灯具、防爆灯具和安全面罩等。用于制造各种机械零件(如齿轮、螺杆、曲轴、导轨、阀门、管件等)、塑料光纤、通信用具及各类眼镜镜片。聚碳酸酯也可用于制造各种电气设备和用具的外壳和零件。因其无毒无味而又耐热，可制各种医疗器具、手术器械、镶牙材料、厨房用具、饮料容器、食品用具、滤水器等。聚碳酸酯薄膜可制电容器、录音带、彩色录像带、太阳能利用装置、微波加热系统、反渗析膜、超过滤膜;其泡沫塑料具有耐燃性和绝热性，用于建筑工业。但聚碳酸酯抗疲劳强度低，易发生应力开裂，常用玻璃纤维增强以避免上述缺点，并提高其他多项性能。若聚碳酸酯与多种聚合物共混，或加入各种稳定剂、阻燃剂、抗静电剂，则可制得新品种以扩展其应用范围。
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理化性质聚碳酸酯学名2，2-双(-4-羟基苯基)-丙烷聚碳酸酯，是一种无定形的、无味、无臭、无毒透明的热塑性聚合物。可在-60～120℃下长期使用，热变形温度130～140℃，玻璃化温度149℃，在220～230℃呈熔融状态，热分解温度>310℃，可见光透过率达90%以上。相对密度1.2，熔点等于或大于220℃。有良好的电绝缘性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性和突出的耐冲击韧性，蠕变小。软化点较高。能耐低温。溶于二氯甲烷和对二噁烷、稍溶于芳香烃和酮等，吸水性小。熔化与冷却后变成透明的玻璃状物。耐稀酸、弱碱和盐类，耐高级醇及脂肪烃等。可被碱破坏，在甲醇中溶胀。用作工程塑料时，拉伸强度(5.5076～6.5464)×107牛顿/米2，弯曲强度(7.5754～8.9572)×107 牛顿/米2，压缩强度8.575×107牛顿/米2，冲击强度(2.52～3.5)×103牛顿/米，硬度洛氏M70，R118。热变形温度 (1.81 ×106牛顿/米2) 132～143℃，介电常数 2.96×106赫兹。聚碳酸酯具有高冲击强度和良好的电性能。缺点是制品易开裂。可注射成型。成型精度高，特别适于制造外形复杂的摩擦件，如齿轮、电子元件、精密仪器零件。加入玻璃纤维可制得玻璃纤维增强塑料，也可制作防护玻璃、大型灯罩，以及耐120℃的绝缘薄膜。可由碳酸二苯酯和双酚A经酯交换和缩聚反应而制得。
玻纤增强聚碳酸酯玻纤增强聚碳酸酯比纯聚碳酸酯的强度和弹性模量提高很多，热变形温度也有一定提高，克服了纯聚碳酸酯不耐应力开裂、疲劳强度低的弊病，但冲击强度有所下降。随着玻纤含量的增加，强度也相应提高。
德国拜耳公司生产的玻纤增强聚碳酸酯已用于电子、机电、航空、通讯、仪器仪表等工业做插线板、接插件、齿轮、涡轮、接线盒、照明灯座、线圈骨架、家用电器零件、耐热精密零件、刷架、防尘板、集电环、接线开关、手电钻零件、绝缘块、电磁阀壳、手轮、手柄、阀体等。
医用聚碳酸酯医用聚碳酸酯是指分子主链中含碳酸酯的医用高分子材料。其特点是冲击强度高，质轻，可在碱性溶液及水介质中缓慢水解，在生物环境中可降解。用作骨替代材料、齿科材料;与聚醚制成嵌段共聚物用作人工肾的透析膜; 与二甲基硅氧烷的共聚物可作氧合器膜。为改善生物降解性能，可引入功能亚基，如甲基、羟基等。
性能及用途聚碳酸酯是一种性能优良的工程塑料。其主要性能如下：
(1) 聚碳酸酯是一种无定形、无味、无臭无毒、透明的热塑性塑料。一般透光率为85%～ 90%，可以制成接近无色透明的制品，着色性好。
(2) 聚碳酸酯最重要的力学性能是韧而刚，无缺口冲击强度达到4.5MPa，拉伸和弯曲强度与尼龙、聚甲醛相近，在热塑性塑料中名列前茅，接近玻璃纤维增强的酚醛或不饱和聚酯的水平，呈延性断裂。成型的零件可达到很精密的公差，并在很宽的变化范围内保持尺寸稳定性，成型收缩率恒定为0.5～0.7%，它还有突出的抗蠕变性能，且拉伸、弯曲、压缩强度与聚酯玻璃钢、尼龙66相当，但它断裂延伸率比尼龙小得的多。具有很高的弹性模量，在100℃以下其弹性模量对温度的敏感性很小。
(3) 聚碳酸酯的耐热性较好，可在-60～ 120℃下长期使用，热变形温度130～140℃，玻璃化温度149℃，无明显熔点，在220～230℃呈熔融状态，热分解温度>310℃。属自熄性树脂。
(4) 吸水率低，为0.16%，成型收缩率小，为 0.5%～0.6%，收缩均匀，尺寸稳定，可制造精密零件。
(5) 在较宽的温度范围内和潮湿条件下具有良好而恒定的电绝缘性，耐电晕性。耐电弧性中等。
(6) 有良好的耐化学药品性和耐大气老化性能，能抵制日光、水和气温的激烈变化，对水、酸等稳定，但不耐碱、酮等介质，溶于氯化烃，长期浸入沸水中，易引起水解和开裂。
它的不足是耐疲劳强度低，耐应力开裂性差，对缺口很敏感，易产生应力开裂。
聚碳酸酯的用途很广，可用作机械零件，如齿轮、汽车外壳等。又因为它无毒可以做食品包装、餐具。由它制成的茶具与茶和咖啡接触，不会褪色或沾污，也不会影响食物原来的色和味。
酯交换法制备聚碳酸酯酯交换法制备聚碳酸酯
酯交换法 双酚A和碳酸二苯酯在催化剂 (如四苯硼钠) 和氮气存在下，高温 (160～250℃) 减压下进行酯交换，然后再于250～300℃下缩聚，造粒，得到最终产品。
酯交换法生产聚碳酸酯的反应式：

酯交换法工艺流程为：

酯交换法的优点是，所用原料碳酸二苯酯容易制备，纯度较高，产物不必后处理，出料后可直接造粒和包装;缺点是，要求高温及高真空，要求特殊的搅拌装置，得不到很高分子量的聚合物。
光气法制备光气法制备聚碳酸酯
光气法 双酚A、氢氧化钠、催化剂、分子量调节剂于常温、常压下通光气进行光气化和缩聚反应，除去反应物上层碱盐溶液，用甲酸中和至微酸性，除去上层酸水，经洗涤至不含氯离子为止，再经沉淀剂沉淀使树脂以粉状析出，然后加入热稳定剂等，经挤出、造粒即得聚碳酸酯成品。
光气化法生产聚碳酸酯的反应式：

光气化法工艺流程为：
光气化法的优点是，在常温常压下进行，设备简单，可得到高分子量的聚合物(分子量3～10万);缺点是，光气毒性大，需特殊防护，产物需经后处理和造粒，溶剂需回收，工艺流程复杂。
化学性质无毒、无臭、无色至淡黄色透明的固体。溶于二氯甲烷和对二恶烷，稍溶于芳烃和酮等。
用途用于制衬衫、床上用品、餐桌布、工作服布等
用途用于光盘基片材料。
用途用作电子电气零部件、机械纺织工业零件、建筑结构件、航空透明材料及零部件、泡沫结构材料等
生产方法聚碳酸酯的合成有2种方法，一是光气法，二是酯交换法。
光气法：光气法又称溶剂法和界面缩聚法。它是在常温常压下，以双酚A钠盐与光气进行界面缩聚反应制得的聚碳酸酯。光气法生产工艺主要分以下个步骤：
光气化。将配制好的双酚钠盐加入光气化釜，随后加入二氯甲烷于光气化釜中，开动搅拌，当釜内温度降至20℃时，恒速通入光气进行光气化反应。当反应介质的pH值为7-8时，停止通光气，光气化反应即告结束。
缩聚。将光气化物、25%碱液、催化剂、三甲基苄基氯化铵及分子量调节剂苯酚等加入反应釜中，在搅拌情况下，于25-30℃继续进行反应3-4h，反应是放热反应，应采用冷水降温。当反应终止，静置分层除去上层碱盐溶液，再加入5%甲酸中和至物料呈微酸性，分出上层酸水相，经过中和后反应溶液再进行后处理。
后处理。后处理一方面是除去树脂中的盐质，另一方面是除去树脂中低分子物和未反应的双酚A。盐质的脱除，一般采用水洗法，即把中和后的树脂溶液加水搅拌，洗去树脂中盐质，至洗涤水中不含氯离子为止。低分子物一般除采用沉淀法。即水洗后的树脂溶液加入沉淀剂使聚碳酸酯呈粉末或粒状析出。沉淀剂可使用醇类、酮类以及石油醚、甲苯或二甲苯。光气法转化效率高，一般均在90%以上，相对分子质量可高达(15-20)×10⁴但分子质量过高，成型困难。因此常用分子质量调节剂将分子量控制在10⁴以下。
酯交换法：酯交换法又称熔融缩聚法，聚合时不使用溶剂，不需要回收溶剂的设备，产品可直接出料造粒，但反应时间较长，并需在高真空和高温度下进行。由于反应物料的粘度较高，使反应过程中热交换及物料的均匀混合有困难，很难制得高分子量的产物。酯交换法是在碱性催化剂存在下，将双酚A与碳酸二苯酯在高温高真空和熔融条件下进行的。
取双酚A:碳酸二苯酯=1:(1.05-1.1)，反应温度高，酯交换反应速度快，但超过180℃双酚A容易发生分解，因此酯交换反应初期只能以180℃为温度上限。
酯交换反应的催化剂有苯甲酸钠、醋酸锂、醋酸铬、醋酸钴和氢化钾等。其用量为双酚A的0.0025%。
酯交换法工艺有三个步骤：
酯交换将双酚A和碳酸二苯酯加入酯交换釜熔融后，加入催化剂，在6650Pa真空下，在175℃左右进行酯交换为第一阶段反应。当反应体系大量苯酚蒸出后，再升温至200-230℃，在1330-5320Pa真空下，继续蒸出副产物苯酚。当蒸出量为理论量的80%-90%时，酯交换即告结束。用氯气将反应物压至缩聚釜。
缩聚反应将酯交换后的反应物在搅拌和真空(133Pa)下，控制釜内温度为295-300℃进行缩聚反应，脱去苯酚和碳酸二苯酯，随着反应的进行，产物熔融粘度升高，分子量增加，直至所需的指标。
后处理缩聚反应结束后，在惰性气体中于300℃加热2-5h，把熔融物排出用10%盐酸溶液浸泡粒料以除去碱性催化剂的碱金属离子，再用无离子水洗至pH值等于7，最后干燥后包装。

碳酸二苯酯分子量调节剂氯甲酸苄基三甲基氯化铵双酚A 冶金焦一氯甲烷

导电薄膜双酚A 聚乙烯导电塑料

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公司名称：Service Chemical Inc.
联系电话：--
电子邮件：sales@chemos-group.com
国家：德国
产品数：6350
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聚碳酸酯性质、用途与生产工艺