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|
- 中文名
- 聚碳酸酯 [2]
- 外文名
- Polycarbonate [1]
- 别 名
- PC塑料
- CAS登录号
- 25037-45-0 [1]
- 熔 点
- 220 至 230 ℃ [2]
- 水溶性
- 不溶
- 安全性描述
- 不可食用
- 可用温度
- −40 ℃ 至 +135 ℃
- 热变形温度
- 135 ℃
- 屈折率
- 1.585 ± 0.001
- 光透过率
- 90% ± 1%
- 热传导率
- 0.19 W/mK
- 线膨胀率
- 3.8×10 -5 cm/cm℃
成分
聚碳酸酯是一种强韧的
热塑性树脂
，其名称来源于其内部的-O-C(=O)-O-基团。可由
双酚A
和
碳酰氯
（COCl
2
）合成。现较多使用的方法为熔融
酯交换
法（
双酚A
和
碳酸二苯酯
通过酯交换和
缩聚反应
合成）。
双酚A和碳酸二苯酯反应原理：
双酚A和碳酸二苯酯反应原理
性质
按醇结构的不同，可将聚碳酸酯分成脂族和芳族两类。
脂族聚碳酸酯。如聚亚乙基碳酸酯，聚
三亚甲基
碳酸酯及其
共聚物
，熔点和
玻璃化温度
低，强度差，不能用作
结构材料
；但利用其
生物相容性
和生物可降解的特性，可在药物缓释放载体，
手术缝合线
，骨骼
支撑材料
等方面获得应用。
PC是几乎无色的
玻璃态
的无定形聚合物，有很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性，
悬臂梁
缺口
冲击强度
为600~900J/m，未填充牌号的
热变形温度
大约为130°C ，
玻璃纤维
增强后可使这个数值增加10°C。PC的
弯曲模量
可达2400MPa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。低于100°C 时，在负载下的蠕变率很低。PC耐水解性差，不能用于重复经受高压蒸汽的制品。
聚碳酸酯管
(2张)
聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的
机械性能
。同性能接近
聚甲基丙烯酸甲酯
相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，
折射率
高，加工性能好，不需要添加剂就具有
UL94
V-2级阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过
本体聚合
的方法生产大型的器件。
材料的
耐磨性
是相对的，把
ABS材料
与PC材料做比较的话，那就是PC材料耐磨性比较好。但是相对于大部分的
塑胶材料
来看，聚碳酸酯的耐磨性是比较差的，处于中下水平，所以一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。
主要优点
|
粘合剂
|
特点描述
|
|---|---|
|
G-933
|
单组分常温固化软弹性防震粘合剂，耐高低温，不同粘度速度几秒至几个小时固化完毕
|
|
KD-833
|
瞬间粘接剂，数秒钟或数十秒钟快速粘合PC塑料，但胶层硬脆，不耐60度以上热水浸泡
|
|
QN-505
|
双组分胶，胶层柔软，适合PC塑料大面积粘接或复合，耐高温性能较差
|
|
QN-906
|
双组分胶，耐高温
|
|
G-988
|
单组份室温
硫化胶
，固化后是弹性体具有优秀的防水，防震粘合剂，耐高低温， 1-2mm厚度的话，10分钟左右初固，5-6小时基本固化，有一定的强度。完全固化的话需要至少24小时。单组份，不需要混合，挤出后涂抹静置即可，无需加温。
|
|
KD-5606
|
应用
PC工程塑料
的三大
应用领域
是玻璃装配业、
汽车工业
和电子、电器工业，其次还有工业
机械零件
、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃，PC
层压板
广泛用于银行、使馆、
拘留所
和公共场所的
防护窗
，用于飞机舱罩，
照明设备
、
工业安全
档板
和
防弹玻璃
。
PC板
可做各种标牌，如
汽油泵
表盘、
汽车仪表板
、
货栈
及露天商业标牌、点式滑动
指示器
， PC树脂用于
汽车照明系统
，
仪表盘
系统和内装饰系统，用作前
灯罩
，带
加强筋
汽车前后档板，反光
镜框
，门框套、操作杆护套、阻流板、PC被应用用作
接线盒
、插座、插头及套管、
垫片
、电视转换装置，电话线路支架下
通讯电缆
的
连接件
，
电闸
盒、
电话总机
、
配电盘
元件，继电器外壳。PC可做低载荷零件，用于家用电器马达、真空吸尘器，洗头器、
咖啡机
、
烤面包机
、动力工具的手柄，各种
齿轮
、
蜗轮
、
轴套
、导规、冰箱内搁架。PC是光盘
储存介质
的理想材料。
PC瓶（容器）透明、重量轻、抗冲性好，耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤，作为可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做计算机架，外壳及辅机，打印机零件。改性PC耐
高能辐射
杀菌，
耐蒸煮
和烘烤消毒，可用于采血标本器具、血液充氧器、
外科
手术器械
、
肾透析
器等、PC可做头盔和
安全帽
、
防护面罩
、
墨镜
和运动护眼罩。 PC薄膜广泛用于印刷图表、
医药包装
、膜式
换向器
。
聚碳酸酯
板材
具有良好的
透光性
，
抗冲击性
，耐
紫外线辐射
及其制品的
尺寸稳定性
和良好的成型加工性能，使其比建筑业传统使用的
无机玻璃
具有明显的
技术性能
优势。中国建有聚碳酸酯建材
中空板
生产线20余条，年需用聚碳酸酯7万吨左右，到2005年达到14万吨。
医疗级PC料 制作成的注射器
由于聚碳酸酯制品可经受蒸汽、清洗剂、加热和大剂量
辐射消毒
，且不发生变黄和
物理性能
下降，因而被广泛应用于
人工肾
血液透析设备和其他需要在透明、直观条件下操作并需反复消毒的
医疗设备
中。如生产
高压注射器
、
外科手术
面罩、一次性牙科用具、血液
分离器
等。
随着航空、
航天技术
的迅速发展，对飞机和
航天器
中各部件的要求不断提高，使得PC在该领域的应用也日趋增加。据统计，仅一架波音型飞机上所用聚碳酸酯部件就达2500个，单机耗用聚碳酸酯约2吨。而在
宇宙飞船
上则采用了数百个不同构型并由
玻璃纤维
增强的聚碳酸酯部件及宇航员的
防护用品
等。
在包装领域出现的新增长点是可重复消毒和使用的各种型号的储水瓶。由于聚碳酸酯制品具有质量轻，抗冲击和透明性好，用热水和腐蚀性溶液洗涤处理时不变形且保持透明的优点，一些领域PC瓶已完全取代
玻璃瓶
。据预测，随着人们对饮用水质量重视程度的不断提高，聚碳酸酯在这方面的用量
增长速度
将保持在10%以上，预计到2005年将达到6万吨。
聚碳酸酯树脂主要用于生产各种食品加工机械，
电动工具
外壳、机体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸尘器零件等。而且对于零件精度要求较高的计算机、视频
录像机
和
彩色电视机
中的重要零部件方面，聚碳酸酯材料也显示出了极高的
使用价值
。
聚
碳酸
酯以其独特的高
透光率
、高
折射率
、高抗冲性、尺寸稳定性及易加工成型等特点，在该领域占有极其重要的位置。采用光学级聚碳酸配制作的光学透镜不仅可用于照相机、
显微镜
、望远镜及
光学测试仪器
等，还可用于电影投影机透镜、
复印机
透镜、红外
自动调焦
投影仪
透镜、
激光
束打印机透镜，以及各种棱镜、多面
反射镜
等诸多办公设备和家电领域，其应用市场极为广阔。
随着
信息产业
的崛起，由光学级聚碳酸酯制成的光盘作为新一代音像信息
存储介质
，正在以极快的速度迅猛发展。聚碳酸酯以其优良的性能特点因而成为世界光盘制造业的主要原料。世界光盘制造业所耗聚碳酸酯量已超过聚碳酸酯整体消费量的20%，其年均增长速度超过10%。中国光盘产量增长迅速，据国家新闻出版总署公布的数字，2002年全国共有光盘生产线748条，年耗光学级聚碳酸酯约8万吨，且全部进口。因而聚碳酸酯在光盘制造领域的应用前景是极为广阔的。
用途
聚碳酸酯是优良的E（120℃）级
绝缘材料
，用于制造绝缘
接插件
、线圈框架、
管座
、
绝缘套管
、
电话机
壳体及零件、矿灯的电池壳等。也可用于制作
尺寸精度
很高的零件，如光盘、电话、电子
计算机
、视频录象机、电话
交换器
、
信号继电器
等通讯器材。聚碳酸酯薄
膜
还被广泛用作
电容器
、绝缘皮包、
录音带
、彩色
录象磁带
等。
改性用途
PC/PET、PBT工可改善耐药品性，耐溶剂料性等。
制备
料筒
三区温度为200-220、 250-280、 260-290℃，喷咀温度比料筒稍低些，低5-10℃。
注射压力
60-100MPa，
成型周期
25秒，热处理温度115-120℃， 1小时，要采用倒悬式进行热处理。
对于废旧再生PC材料，还可以进行增韧处理，顶替新料使用。可在再生PC料中，
共混
少量的尼龙树脂，或
高抗冲聚苯乙烯
树脂，可使制品的
冲击强度
提高1倍以上，
弯曲强度
也有改善，对树脂的加工性能、表面光铎均有所提高了很多。
挤出机
螺杆长径比
为20:1，杆中的加料段和计量段长度各占全长的25%，而且螺槽深度一定，压缩段长度为全长的一半。
螺杆
压缩比为2.5-3，螺槽深度一般应小于4毫米，用
销钉
螺杆
混炼
效果更好。
过遮网组可采用80/120/200/120/80目型式。
衣架式机头比较常用，但造价较贵。
典型的PC板挤出条件：
机简温度260、 280、300℃，机头温度2801℃、压延辊筒温度：上辊121-135℃、中辊129-139℃、下辊132-150℃，
螺杆转速
12-24转/分，
过滤网
组40/60/100目。
超过100 项研究探索了聚碳酸酯纤维的bisphenol A leachates 在生态的反应。Howdeshell 等发现在室温一种
内分泌干扰素
Bisphenol A（C
15
H
16
O
2
）（
双酚A
） 看来从聚碳酸酯纤维动物笼子被渗入水，而它也许是引至对雌鼠
生殖器
官的发达的原因。由vom Saal和休斯在2005 年8月出版在对分析bisphenol A leachate低药量影响的文件，似乎发现了暗示在财政的资助和得出结论之间有关系： 工业界资助的研究看上去倾向于没有发现重大作影响；
政府资助
的研究倾向于发现有
重大影响
。
易和其他物质发生化学作用
特性:
特点：
2．高度透明性及自由染色性；
3．H.D.T.高；
5、耐候性佳；
7．无味无臭对人体无害符合卫生安全；
|
密度
|
1.18
|
g/cm
3
|
ASTM D792, ISO 1183
|
|
熔流率 (260°C/2.16 kg)
|
22
|
g/10 min
|
ASTM D1238
|
|
溶化体积流率（MVR） (260°C/2.16 kg)
|
23.5
|
cm
3
/10min
|
ISO 1133
|
|
收缩率 - 流动
|
0.40 到 0.60
|
%
|
ASTM D955
|
|
吸水率 (23°C, 24 hr)
|
0.40
|
%
|
ASTM D570
|
|
-
|
额定值
|
单位
|
测试方法
|
|
比重
|
1.14
|
g/cm
3
|
ASTM D792, ISO 1183
|
|
熔流率 (260°C/5.0 kg)
|
20
|
g/10 min
|
ASTM D1238
|
|
溶化体积流率（MVR） (260°C/3.8 kg)
|
13.0
|
cm
3
/10min
|
ISO 1133
|
工业上应用的聚碳酸酯主要由双酚A和光气来合成，其主链含有
苯环
和四取代的
季碳原子
，刚性和
耐热性
增加，Tm=265-270℃，Tg=149℃，可在15-130℃内保持良好地
力学性能
，抗冲性能和透明性特好，尺寸稳定，耐蠕变，性能优于
涤纶聚酯
，是重要的
工程塑料
。但聚碳酸酯易应力开裂，受热时易水解，加工前应充分干燥。
（1）
酯交换法
酯交换法需用催化剂，分
两个阶段
进行：第一阶段，温度180-200℃，压力270-400Pa，反应1-3h，
转化率
为80%-90%；第二阶段，290-300℃，130Pa 以下，加深反应程度。起始碳酸二苯酯应过量，经
酯交换反应
，排出苯酚，由苯酚
排出量
来调节两基团数比，控制分子量。
苯酚沸点高，从高粘熔体中脱除并不容易。与涤纶聚酯相比，聚碳酸酯的
熔体粘度
要高得多，例如分子量3万，300℃时的粘度达600Pa·s，对反应设备的
搅拌混合
和传热有着更高的要求。因此，
酯交换法聚碳酸酯
的分子量受到了限制，多不超出3万。
（2）光气直接法
光气
属于
酰氯
，活性高，可以与
羟基化合物
直接酯化。光气法合成聚碳酸酯多采用
界面缩聚
技术。
双酚
A和
氢氧化钠
配成双酚钠水溶液作为
水相
，光气的有机溶液（如
二氯甲烷
）为另一相，以胺类（如
四丁基溴化铵
）作催化剂，在50℃下反应。反应主要在水相一侧，
反应器
内的搅拌要保证有机相中的光气及时地扩散至界面，以供反应。光气直接法比酯交换法经济，所得分子量也较高。
界面缩聚是
不可逆反应
，并不严格要求两基团数相等，一般光气稍过量，以弥补水解损失。可加少量单
官能团
苯酚进行
端基
封锁，控制分子量。聚碳酸酯用双酚A的纯度要求高，有特定的规格，不宜含有单酚和三酚，否则，得不到高分子量的聚碳酸酯，或产生交联。
PC可注塑、挤出、模压、
吹塑
、
热成型
、印刷、粘接、涂覆和
机加工
，最重要的加工方法是注塑。成型之前必须
预干燥
，水分含量应低于0.02%，微量水份在高温下加工会使制品产生
白浊
色泽，
银丝
和气泡，PC在室温下具有相当大的强迫
高弹形变
能力。
冲击韧性
高，因此可进行冷压，
冷拉
，冷辊压等
冷成型
加工。挤出用PC分子量应大于3万，要采用渐变压缩型螺杆，
长径比
1:18～24，
压缩比
1:2.5，可采用
挤出吹塑
，注-吹、注-拉-吹法成型高质量，高透明瓶子。PC合金种类繁多，为了改进PC熔体粘度大（
加工性
）和制品易应力开裂等缺陷，PC与不同聚合物形成合金或
共混物
，提高
材料性能
。
具体有
PC/ABS
合金，PC/ASA合金、
PC/PBT
合金、PC/PET合金、PC/PET/弹性体共混物、PC/
MBS
共混物、PC/
PTFE
合金、PC/PA合金等，利有两种材料性能优点，并
降低成本
，如
PC/ABS合金
中，PC主要贡献高耐热性，较好的韧性和
冲击强度
，高强度、
阻燃性
， ABS则能改进
可成型性
，表观质量，降低密度。
|
密度
|
1.18~1.20
|
模具温度
|
50~80
|
-
|
|
|
收缩率
|
0.5~0.8
|
注射压力
|
80~130
|
||
|
预热
|
温度/°C
|
110~120
|
工
艺
参
数
|
注射时间
|
20~90
|
|
时间/h
|
8~10
|
高压时间
|
0~5
|
-
|
-
|
|
料筒温度/°C
|
后段
|
210~240
|
冷却时间
|
20~90
|
|
|
中段
|
230~280
|
总周期
|
40~190
|
-
|
|
|
前段
|
240~285
|
螺杆转数
|
28
|
||
|
喷嘴温度
|
240~250
|
使用注射机类型
|
螺杆式
|
||
一、原料的干燥
二、注射工艺
1、注塑机调整成型参数（视原料分子量高低调整）：
|
料筒温度：
|
前部250-310，中部240-280，后部230-250。
|
|---|---|
|
喷嘴温度：
|
比后部低10。
|
|
模具温度：
|
70-120。
|
|
注射压力：
|
70-140MPa。
|
|
螺杆转速：
|
30-120r/min。
|
|
成型周期：
|
注射1-25s，冷却5-40s。
|
三、注意事项
2、注射速度最 好采取多级注射，采用慢-快-慢的方法。
3、注射压力视制品的形状和尺寸而定，柱塞式注塑机一般为100-160MPa，螺杆式注塑机为70-140MPa。
方法：制品置于烘干箱后开始升温，由室温升至100-105时保温10-20min，继续升温至120-125时保温30-40min，然后缓慢冷却至60以下取出。
粘接问题
3. QN-505，双组分胶，胶层柔软，适合PC塑料大面积粘接或复合。但耐高温性能较差；
4.QN-906：双组分胶，耐高温；
5.G-988:单组份室温粘接胶，固化后是
弹性体
具有优秀的防水，防震粘合剂，耐高低温， 1-2mm厚度的话，15分钟左右初固，5-6小时基本固化，有一定的强度。完全固化的话需要至少24小时。单组份，不需要混合，挤出后涂抹
静置
即可，无需加温[2]
注意事项
d、模温过低————加热模具
2、气泡
a、原材料受潮————干燥原料
b、排气不良————改进
模具设计
3、树脂变色、黑点
b、成型温度过高————降低成型温度
4、制品未充满
a、物料塑化不够————提高料筒温度
b、模具温度过低————提高模具温度
c、喷嘴溢料————调整模具位置
e、加料量过少————调整加料量
5、收缩真空泡
a、保压不足————延长
保压时间
b、模温过低————提高模具温度
c、注射压力过低————提高注射压力
e、成型温度较低————提高料筒温度
6、透明度降低
a、原材料受潮————干燥原料
b、模具温度过低————提高模具温度
c、物料过热分解————降低成型温度
7、
熔接痕
a、模具设计不合理————采用环形浇口和多
点浇口
b、模具温度过低————提高模具温度
d、成型温度较低————提高料筒温度
8、制品开裂
a、模温过低————提高模具温度
b、成型温度较低————提高料筒温度
d、成型过程中相对分子量下降过多————严格干燥，缩短
成型周期
e、强行脱模————加大型腔斜度，改进模具结构
9、脱模困难
a、模内冷却不充分————降低成型温度，延长成型周期
b、型腔斜度太小————增加型腔斜度
d、模具表面粗糙————修整模具，使用脱模剂
10、翘曲
a、模内冷却不充分————降低成型温度，延长成型周期
c、浇口位置和尺寸不合理————改进浇口结构
11、溢边
a、注射压力过大————降低注射压力
b、成型温度过高————降低料筒温度
由于制造聚碳酸酯中需要添加
双酚A
，而双酚A作为一种化工原料，2008年4月18日已经被
加拿大
联邦政府
正式认定为
有毒物质
，并严禁在
食品包装
中添加，所以，聚碳酸酯的安全性是值得注意的问题。欧盟认为含
双酚A奶瓶
会诱发
性早熟
，从2011年3月2日起，禁止含生产化学
物质
双酚A（BPA）的婴儿奶瓶。中国卫生部等部门发布公告称，2011年9月1日起
禁止进口
和销售聚碳酸酯婴幼儿奶瓶和其他含双酚A的婴幼儿奶瓶，由生产企业或进口商负责召回。
主要解决以下问题：1、冲墨 2、流动性不好 3、产品发黄 4、跟片材相溶性不好等相关问题
注塑温度：低温注塑PC塑料A类 注塑温度220℃到240℃ ；低温注塑PC塑料B类注塑温度230℃到260℃。
以下是IMD/IML工艺专用低温注塑PC塑料A类部分物性表；
|
性能项目
|
测试方法
|
数值/描述
|
单位
|
|
|
机械性能
|
拉伸强度(引张强度)
|
ASTM D638/ISO 527
|
65
|
kg/cm²(MPa)[Lb/in2]
|
|
断裂伸长率
|
ASTM D638/ISO 527
|
120
|
%
|
|
|
拉伸模量
|
ASTM D638/ISO 527
|
2450
|
kg/cm²(MPa)[Lb/in2]
|
|
|
拉伸屈服伸长率(延伸率)
|
ASTM D638/ISO 527
|
9
|
%
|
|
|
拉伸断裂伸长率(延伸率)
|
ASTM D638/ISO 527
|
40
|
%
|
|
|
弯曲模量(弯曲弹性率)
|
ASTM D790/ISO 178
|
2450
|
kg/cm²(MPa)[Lb/in2]
|
|
|
弯曲强度
|
ASTM D790/ISO 178
|
105
|
kg/cm²(MPa)[Lb/in2]
|
|
|
洛氏硬度
|
ASTM D785
|
122
|
-
|
|
|
注塑性能
|
注塑温度
|
ASTM D648/ISO 75
|
270-310
|
℃（℉）
|
