PC是一種無味、無臭、無毒、透明的無定形熱塑性聚合物,密度為1.2g/cm³,吸水率小于0.2%。燃燒緩慢,離火自熄,燃燒時熔融、起泡,伴有腐爛花果臭氣味。PC可在
注塑加工廠制成透明、半透明和不透明制品。PC是典型的硬而韌的聚合物,力學(xué)性能優(yōu)良,尤為突出的是他的沖擊強(qiáng)度,高出PA3倍,屬于沖擊強(qiáng)度優(yōu)異的工程塑料品種。
工業(yè)生產(chǎn)雙酚A型PC主要采用的是光氣法和酯交換法,以光氣法為主。根據(jù)聚合方法不同,還用到兩種單體:光氣和碳酸二苯酯。光氣法分為界面縮聚和溶液縮聚兩種。界面縮聚是將一定配比的雙酚A、氫氧化鈉溶液、催化劑、相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑和溶液加入反應(yīng)釜中,于常溫常壓下光氣進(jìn)行廣汽化和縮聚反應(yīng)。
一般認(rèn)為PC是無定形結(jié)構(gòu),具有較好的透明性,可作為透明材料使用。但若在合適的結(jié)晶條件下,PC也能結(jié)晶,生產(chǎn)中對PC制品進(jìn)行熱處理后透明度和韌性下降就是這個道理。PC的相對分子質(zhì)量對其性能和成型加工影響較大。相對分子質(zhì)量增大力學(xué)性能提高。通常酯交換法PC的相對分子質(zhì)量在2.5萬-3萬之間,光氣法PC的相對分子質(zhì)量范圍較寬,一般控制在10萬以內(nèi)。相對分子質(zhì)量過高,對力學(xué)性能的改善已不顯著,會給成型加工帶來困難。
酯交換法是在堿性催化劑存在下,將雙酚A和碳酸二苯酯在高溫、高真空條件下進(jìn)行的熔融縮聚。該法工藝流程簡單,聚合時不使用溶劑,產(chǎn)物不需要后處理,可以直接擠出造粒而獲得產(chǎn)品。由于反應(yīng)物物料黏度較高,物料的混合和散熱困難,難以制得高相對分子質(zhì)量的PC樹脂。同時,反應(yīng)需在高溫、高真空下進(jìn)行,因而對設(shè)備要求較高。
由于主鏈中存在柔軟的碳酸酯基和剛性的苯環(huán),使PC大分子結(jié)構(gòu)顯示出剛?cè)嵯酀?jì)的特性。亞苯基構(gòu)成了主鏈上的剛性部分,使PC呈現(xiàn)出較高的力學(xué)強(qiáng)度、耐熱性及較高的尺寸穩(wěn)定性。但是亞苯基的存在阻礙了大分子的取向和結(jié)晶,當(dāng)受外力強(qiáng)迫取向后又不易松弛,造成殘余應(yīng)力難以消除,易引起制品產(chǎn)生應(yīng)力開裂現(xiàn)象。同時剛性基團(tuán)也阻礙了大分子間的相對滑移運(yùn)動,從而使其熔融溫度升高,熔體黏度增大。
聚碳酸酯是20世紀(jì)50年代末發(fā)展起來的重要熱塑性工程塑料,產(chǎn)量僅次于PA。具有優(yōu)異而均衡的力學(xué)、熱和電性能,特別是沖擊強(qiáng)度為一般熱塑性塑料之冠。易于成型加工,可以用注塑、擠出等方法制成各種產(chǎn)品。PC是一類主鏈鏈節(jié)含有碳酸酯基的聚合物,通常根據(jù)結(jié)構(gòu)單元的組分為芳香族、脂肪族和脂肪-芳香族三類。作為工程塑料的品種主要是雙酚A型的芳香族PC。
氧基則使鏈段容易圍繞其單鍵發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn),賦予大分子鏈一定的柔性,這正是
注塑加工PC具有較高沖擊強(qiáng)度的原因之一;酯基是極性基團(tuán)因而削弱了PC在有機(jī)溶劑中的穩(wěn)定性,使其較易溶于極性有機(jī)溶劑中,也是PC的電絕緣性能不及非極性的PE以及較易水解的基本原因。PC大分子鏈具有對稱性、規(guī)整性,理論上具有結(jié)晶能力。但由于PC大分子鏈剛性大,玻璃化溫度高于制品的成型模溫,成型中熔體溫度很快降低到玻璃化溫度以下,完全來不及結(jié)晶而成為無定形制品。
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