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    聚碳酸酯PC

    2013-03-05   瀏覽次數:3023

      第二節 聚碳酸酯

      一、聚碳酸酯概況

      聚碳酸酯(簡寫PC)于1958年開始工業化生產,具有優異的沖擊韌性。良好的透明性及其他綜合性能,廣泛應用于紡織、電器、建筑、儀表、運輸等領域。

      PC的合成有兩種工藝,一種是光氣法(溶液法),另一種是酯交換法(熔融縮聚法)。

      光氣法是:雙酚A鈉鹽的水溶液與光氣進行縮聚合成PC,其制得的PC分子量為6-10萬。缺點是牽涉到溶劑回收及有毒問題。

      酯交換法:雙酚A和碳酯二苯酯在催化劑存在下,于200℃熔融狀態下,進行酯交換而成。其分子量在2一3萬之間。

      PC的分子站構有如下特點:

      1、分子具有對稱結構,簡單規整,可結晶,但結晶條件很嚴格,實際上不容易給晶,如PC在190℃下,最快時8天才能看到晶球,因此在一般成型條件下,PC為無定形結構。

      2、PC鏈節重復單元較長,且存在苯環,限制了分子柔順性,因此玻璃化溫度,熔融溫度均較高,熔體粘度大。

      3、PC鏈結構中,既有柔順的碳酸酯鏈,又有剛性的苯環相聯結結構,因此使PC具有許多其他工程塑料所沒有的優點,即機械特性是韌而剛。

      4、PC鏈中有羰基為極性基團,電性能稍差;鏈中有酯基,易吸濕,易水解。

      PC的基本性質如表19所示。

    聚碳酸酯基本性質

      PC為無色或微黃色透明固體,在厚度為3.75毫米時,PC的透光率為75-90%,接近有機玻璃。折光指數為1.589。

      PC的電絕緣性能良好,但低于PE、 PS、聚四氟乙烯。

      在室溫下能耐稀酸、油、脂肪烴、鹽類、氧化劑等,但胺、酮、酯、芳香烴能使之溶脹,易導致應力開裂。能溶于二氯甲烷,氯苯,二氧六環中。

      PC的吸濕性較大,線膨脹系數為6一7×10-5/℃。

      PC的成型加工性能如下:

      首先PC料在成型加工之前,必須烘干,因在室溫下PC的吸水性為0.35%,熔體粘度大且成型溫度高,所以烘干使之含水量降至0.02%(即萬分之二),擠出成型時應采用排氣式擠出機,料斗存料量要少,料斗要預熱并抽真空。一般在120℃下烘干8-24小時。

      PC的熔體粘度對溫度和剪切速率不太敏感,所以一般采用高溫、高壓、快速成型法。但壓力過高易造成內應力。

      PC的收縮率小,0.5-0.7%,所以模具設計時應在制品外壁設計上6度的錐度,另外主流道應粗而短,以利于高粘度流動。

      模具溫度應高些,以利于制品緩慢冷卻消除內應力,注射模具溫度為90-120℃。 PC制品必須進行熱處理,溫度100-130℃, 8-24小時,制件厚時,熱處理時間長些,熱處理溫度低時,時間長些。

      二、改性聚碳酸酯

      改性PC的目的是為了增韌,改良成型加工性能,減少殘余變形,增加阻燃性等,具體能改性PC的品種有:

      PC/abs可提高彎曲模量、耐熱性、電鍍性能等。

      PC/PET、PBT工可改善耐藥品性,耐溶劑料性等。

      PC/PMMA加入有機玻璃可提高外觀珠光色彩。

      PC/PA、 HIPS可提高沖擊韌性、表面光潔度。

      PC/HDPE可改善耐沸水性、耐老化性、耐氣候性,而LDPE效果較差。

      PC用玻纖或談纖維進行增強改性,提高機械強度。

      并用溴類阻燃劑和三氧化二銻,可制成阻燃級PC。

      其他和聚砜、芳香族聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯、聚苯乙烯都可以進行共混改性,達到經濟性和性能之間的平衡。

      二、聚碳酸酯應用舉例

      實例1:聚碳酸酯紡織紗管

      選用光氣法生產的PC為原料,其中新料為80%,再生料為20%。

      聚碳酸酯紡織紗管生產工藝流程如下:

      配料→干燥→注射→修整→拋光→熱處理→制品。

      烘箱干燥溫度115-120℃, 16-20小時,物料在料盤上厚度為30毫米以下,使樹脂含水量在0.03%以下。

      料筒三區溫度為200-220、 250-280、 260-290℃,噴咀溫度比料筒稍低些,低5-10℃。注射壓力4-6兆帕,成型周期25秒,熱處理溫度115-120℃, 1小時,要采用倒懸式進行熱處理。

      該紗管比木質紗管使用壽命長3倍、尺寸穩定、耐候性好,不起毛、光潔度好,能提供各種顏色的紗管,便于搞好班組經濟核算。

      對子廢舊再生PC料,還可以進行增韌處理,頂替新料使用??稍谠偕鶳C料中,共混少量的尼龍樹脂,或高抗沖聚苯乙烯樹脂,可使制品的沖擊強度提高1倍以上,彎曲強度也有改善,對樹脂的加工性能、表面光鐸均有所提高。

      此外,由于尼龍在熔融時粘度極低,能對共混體系中的顏料有優良的浸潤包復作用,破壞了顏料較子的聚集給構,增加了顏料分散性,為此可降低顏料用最的20%。

      實例2:擠出聚碳酸酯板

      PC料一定干燥,使之含水量降到0.02%以下。PC板原料的分子量應選在3.5萬為好。

      擠出機螺桿長徑比為20:1,桿中的加料段和計量段長度各占全長的25%,而且螺槽深度一定,壓縮段長度為全長的一半。螺桿壓縮比為2.5-3;螺槽深度一般應小于4毫米;用銷釘螺桿混煉效果更好。

      過遮網組可采用80/120/200/120/80目型式。

      衣架式機頭比較常用,但造價較貴。

      片材的壓延方法有:水平方向擠出壓延片,傾斜方向擠出壓延片,向下或向上擠出壓延片。但目前最好的是:輥筒傾斜壓延法。

      典型的PC板擠出條件:

      機簡溫度260、 280、300℃,機頭溫度2801C、壓延輥筒溫度:上輥121-135℃、中輥129-139℃、下輥132--150℃,螺桿轉速12-24轉/分,過濾網組40/60/100目。

      PC板可用于汽車,飛機風擋玻璃,波紋板,折板,建筑窗玻璃,體育設施天棚玻璃等。

      其他:PC可和ABS共混,提高沖擊強度,ABS添加量為50%時,提高幅度最大。ABS含量過少時如3%,沖擊強度反而下降。

      PC可和HDPE共混,共中HDPE含量為30%時共混效采較好,可改善沖擊強度,加工流動性能提高,易于充模。LDPE共餛效果很差,出現分層,不能使用。

      PC還可做成薄膜,其抗穿刺強度高,適合于焊接。熱封:PC膜表面張力大,在印刷前不需進行電暈處理,電鍍性能也好??捎糜卺t藥,食品包裝,與紙板復合作裝飾板等。

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