第二節(jié) 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(yè)化生產(chǎn),，具有優(yōu)異的沖擊韌性,。良好的透明性及其他綜合性能，廣泛應(yīng)用于紡織、電器,、建筑,、儀表、運輸?shù)阮I(lǐng)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(tài)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(gòu)有如下特點：
1、分子具有對稱結(jié)構(gòu),，簡單規(guī)整,，可結(jié)晶，但結(jié)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(jié)構(gòu)。
2,、PC鏈節(jié)重復(fù)單元較長,，且存在苯環(huán)，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(jié)構(gòu)中，既有柔順的碳酸酯鏈,，又有剛性的苯環(huán)相聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu),，因此使PC具有許多其他工程塑料所沒有的優(yōu)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(zhì)如表19所示。
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(shù)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(dǎo)致應(yīng)力開裂,。能溶于二氯甲烷，氯苯,，二氧六環(huán)中,。
PC的吸濕性較大，線膨脹系數(shù)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(yīng)采用排氣式擠出機,，料斗存料量要少,，料斗要預(yù)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(nèi)應(yīng)力,。
PC的收縮率小，0.5-0.7%,，所以模具設(shè)計時應(yīng)在制品外壁設(shè)計上6度的錐度,，另外主流道應(yīng)粗而短，以利于高粘度流動,。
模具溫度應(yīng)高些,，以利于制品緩慢冷卻消除內(nèi)應(yīng)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(jīng)濟性和性能之間的平衡。
二,、聚碳酸酯應(yīng)用舉例
實例1：聚碳酸酯紡織紗管
選用光氣法生產(chǎn)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(chǎn)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(qū)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(zhì)紗管使用壽命長3倍,、尺寸穩(wěn)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(jīng)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(yōu)良的浸潤包復(fù)作用,，破壞了顏料較子的聚集給構(gòu),，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(yīng)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(yīng)小于4毫米;用銷釘螺桿混煉效果更好。
過遮網(wǎng)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(zhuǎn)速12-24轉(zhuǎn)/分，過濾網(wǎng)組40/60/100目,。
PC板可用于汽車,，飛機風(fēng)擋玻璃，波紋板,，折板,，建筑窗玻璃,，體育設(shè)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(xiàn)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,。可用于醫(yī)藥,，食品包裝,，與紙板復(fù)合作裝飾板等。
