11-1-聚碳酸酯
分子链刚性→
较高的玻璃化温度和熔融温度、熔体粘 度高,抗变形性好(刚性好、蠕变小、尺 寸稳定性优),力学性能也颇优。 限制了分子链的取向和结晶,若一旦取 向,又不易松弛,致使内应力不易消除, 容易产生内应力被冻结的现象,导致在某 种应用条件下的应力开裂现象。
双酚A型聚碳酸酯具有刚性分子链,但却 具有优异的韧性
1.分子链易形成稳定的原纤维聚集状结构。
原纤维会成束并混乱交错排列组成疏松的网络,
使聚合物内存在大量空隙(自由空间)。 原纤维内的分子链间作用力较大,敛集密度较高。 在快速的外加载荷作用下,聚合物以原纤维为单 位可自由移动,吸收大量外载荷的能量。这种结 构特性赋予聚合物很高的抗冲击性能。
2.聚合物的无定形结构有利于材料的韧性。
2.PC成型加工方法
聚碳酸酯可以采用注塑、挤出、吹塑、旋塑、
热式注塑机,螺杆应是等距、
深度渐变的单头螺纹螺杆,螺杆头部应带有止逆环, 喷嘴采用延长式敞开型或大通道密闭型。 挤出成型所用挤出机螺杆与注塑机用螺杆基本相同, 但长径比在18~20之间,进一步增大长径比,易引 起材料降解。 聚碳酸酯可以吹塑中空容器,亦可吹塑薄膜。中空 吹塑采用分子量较高的聚合物,薄膜吹塑用分子量 稍低的聚合物。
§9.1.3 结构与性能
二、性能
1.力学性能
2.热性能
3.电性能
4.耐化学试剂及耐溶剂性
5.其它性能
§9.1.3 加工与应用
一、加工
1.工艺特性
熔体粘度高 熔体非牛顿性不明显,增大剪切速率,粘度
下降不明显,但粘度对温度比较敏感 分子链刚性大,且玻璃化温度较高,成型时 易产生内应力 吸水性不大,但少量水分会引起酯基水解、 断链,成型前必须对粒料严格干燥。 收缩率及收缩率范围都不很大。聚碳酸酯对 金属有很强的粘附性。
二、PC的应用
聚碳酸酯可以作为E级绝缘材料(最高工作温度
120℃) 。聚碳酸酯薄膜广泛用于电容器中。 聚碳酸酯也广泛用于制造承载的机械零件。 聚碳酸酯由于透光率高,也经常用于制备光学零 件或装置。也可用于制备高速飞机的风挡与天窗。 在医疗器材方面,可用于制备杯、筒、瓶、人工 内脏(肾、肺)等。此外,近年来聚碳酸酯还广泛 用于制造影视光盘。 聚碳酸酯在其它方面还有较多应用,如食品包装、 各种容器、导管等。
卤代双酚A型聚碳酸酯的缺点是密度大,加工更困 难(因熔融温度更高)。
§9.2.2 聚酯聚碳酸酯
聚酯聚碳酸酯是以双酚A、对苯二甲酸、光气
为单体进行共缩聚得到的产物,是分子链中 含有双酚A型聚碳酸酯链节与双酚A对苯二甲 酸酯链节的共聚物,共聚物的全称可称为双 酚A聚碳酸酯对苯二甲酸双酚A酯。
§9.2.3 烯丙基二甘醇碳酸酯
上节回顾
聚酰胺(PA)又称尼龙,是品种颇多、 应用最广泛的工程塑料之一。凡分子链中含 有交替出现酰胺基-NH-CO-的聚合物,皆称 为聚酰胺。
1.脂肪族聚酰胺
2.芳香族聚酰胺 3.透明聚酰胺
脂肪族聚酰胺:
PA 聚酰胺(尼龙)
PA-1010 聚癸二酸癸二胺(尼龙1010) PA-11 聚十一酰胺(尼龙11) PA-12 聚十二酰胺(尼龙12) PA-6 聚己内酰胺(尼龙6) PA-610 聚癸二酰己二胺(尼龙610) PA-612 聚十二烷二酰己二胺(尼龙612) PA-66 聚己二酸己二胺(尼龙66) PA-8 聚辛酰胺(尼龙8) PA-9 聚9-氨基壬酸(尼龙9)
电脑外 壳
PC应用实例
阳光板
汽车仪表盘
中空板、 三层板
光盘
§9.1.4 双酚A型聚碳酸酯的改性
一、增强聚碳酸酯
用10%~40%的玻璃纤维对聚碳酸酯增强,可以显
著改善聚碳酸酯的耐应力开裂性,可以使引起开裂 的应力提高4~5倍,同时也可以提高拉伸、压缩、 弯曲、疲劳等强度。增强材料的耐热性也有所提高, 但韧性降低、加工性变差。
本章思考题
1.试述双酚A型聚碳酸酯两种制备方法的原理,并说明酯
交换法的技术要点。比较两种方法的优缺点。 2.试述双酚A型聚碳酸酯的结构及性能。 3.双酚A型聚碳酸酯分子链是刚性链,为什么却具有优异 的冲击韧性? 4.双酚A型聚碳酸酯可以结晶吗?为什么一般总是得到无定 形制品? 5.聚碳酸酯有哪些工艺特性?对成型加工有何影响? 6.双酚A型聚碳酸酯的主要缺点是什么?如何克服这些缺点? 7.聚酯聚碳酸酯结构与双酚A型聚碳酸醋有何不同?它何以 具有更高的耐热性? 8.试述烯丙基二甘醇碳酸酯的结构和性能特点。
§9.1.2 结构与性能
一、结构
苯撑基:限制了分子链的内旋转,导致分子链
刚性增大,又减小了聚合物在某些溶剂中的溶 解性和吸水性。 醚键:赋予分子链一定柔性,可以使分子链绕 醚键两端的单键旋转,又决定了聚合物可以溶 解于某些溶剂。 概括而言,分子链上的苯撑基、酯基的影响大 于醚键的影响,决定了分子链属于刚性链。
二、共混聚碳酸酯
1.与聚乙烯共混 2.与ABS共混 3.与聚甲醛共混
此外,向双酚A型聚碳酸酯中加入特定的
助剂,可得到特定性能要求的品级,例如 耐候型、阻燃型等聚碳酸酯。
§9.2 其它聚碳酸酯
§9.2.1 卤代双酚A型聚碳酸酯
如果将制备聚碳酸酯的主要单体双酚A改用其它双酚型 单体,则可以得到性能有颇大不同的聚碳酸酯,其中用 卤代双酚A最受人们的重视。例如可采用四氯代双酚A和 四溴代双酚A。将卤代双酚A(通过钠盐形式)与光气进行 界面缩聚,可以制得耐热性更高,同时可保持透明性和 良好韧性的聚碳酸酯。
芳香族聚酰胺: 聚间苯二甲酰间苯二胺(Nomex) 全对位聚芳酰胺
透明聚酰胺:
聚对苯二甲酰三甲基已二胺(Trogamid-T)
PACP-9/6(商品名)
第九章 聚碳酸酯(PC)
主要内容 1.双酚A型聚碳酸酯 2.其它聚碳酸酯
概 述
凡分子链中含有碳酸酯基-(O-R-O-CO)-的
聚合物统称聚碳酸酯(PC),可以看作是由 二羟基化合物与碳酸的缩聚产物。 式中R代表生成碳酸酯的二羟基化合物的主 体部分,R可以属于脂肪族、脂环族、芳香 族或脂肪-芳香族。R不同,所得到的聚碳酸 酯不同。
烯丙基二甘醇碳酸酯缩写代号为ADC,商品牌号为 CR-39,是一种优质镜片材料。它是由一缩乙二 醇与烯丙基碳酸酯缩聚而得。该聚合物分子链中具 有双键,是一种可由过氧化苯甲酰在80℃左右引发 交联的热固性透明塑料。该聚合物的特点是硬度高、 耐磨、力学性能亦较好,透光率可达91﹪,折射率 为1.498,是目前应用最广泛的镜片材料。
§ 9.1 双酚A型聚碳酸酯
双酚A聚碳酸酯的结构式:
§9.1.1 制备方法
一、酯交换法
双酚A:碳酸二苯酯=1:1.05,在碱性催化剂
存在时进行酯交换。 反应条件:高温真空 实施工艺:分段进行
二、光气法
获得分子量更高的PC。 原理:将双酚A先转变成钠盐,再与光气(碳酰
氯)在常温常压下进行界面缩聚。