合成
• 2 熔融酯交换缩聚法
• 熔融酯交换缩聚法的两种反应单体分别是双酚A 和碳酸二 苯酯。
• 碳酸二苯酯和双酚A 在催化剂的作用下, 先进行酯交换反 应, 由于酯交换反应过程为可逆平衡反应, 在反应过程中不 断除去小分子苯酚, 以使反应向酯交换反应的正反应方向 进行。在缩聚反应过程中, 在高温、高真空、催化剂存在 的情况下, 不断除去碳酸二苯酯, 使聚合物粘度逐渐升高, 当搅拌功率达到一定值时, 熔体聚合物直接从缩聚反应器 中挤压成条, 经切粒机切粒后形成聚碳酸酯树酯。
应用
• ⑴用于建材行业 • 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。 • ⑵用于汽车制造工业 • 聚碳酸酯具有良好的抗冲击、抗热畸变性能， 而且耐候性好、硬度高，因此适用于生产轿车 和轻型卡车的各种零部件，其主要集中在照明 系统、仪表板、加热板、除霜器及聚碳酸酯合 金制的保险杠等
• 在本生产工艺中, 碳酸二苯酯的生产是由光气法反应生成 的。
合成
• 3 非光气熔融酯交换缩聚法 • 非光气熔融酯交换缩聚法的两种反应单体同样分别是双酚
A 和碳酸二苯酯, 只不过此种方法的碳酸二苯酯的合成不 需要光气等有毒物质, 因此被称为绿色环保工艺。非光气 法制碳酸二苯酯技术, 以甲醇、一氧化碳、氧气为原料, 在 催化剂的作用下, 经氧化、羧基化等反应合成碳酸二甲酯; 或由二氧化碳、环氧乙烷合成碳酸亚乙酯, 碳酸亚乙酯与 甲醇反应生成碳酸二甲酯。再由碳酸二甲酯经酯交换过程 制取碳酸二苯酯。碳酸二苯酯和双酚A 在熔融状态下在催 化剂的作用下进行酯交换反应, 在反应过程中不断除去小 分子苯酚。然后在催化剂, 高真空, 高温条件下进行缩聚反 应, 生成聚碳酸酯。 • 本工艺不需要光气作为反应物, 无副产物, 基本无污染, 并 使碳酸二苯酯的纯度提高, 更加有利于聚合过程的进行, 是 今后聚碳酸酯生产工艺的发展方向。
聚碳酸酯PC
目录
• 简介 • 结构与性质 • 合成 • 应用 • 发展前景
简介
• 聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高 分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳 香族、脂肪族-芳香族等多种类型。
• 其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械 性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。 目前仅有芳香族聚碳酸酯获的了工业化生产。由 于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程 塑料中增长速度最快的通用工程塑料。聚碳酸酯 是一种强韧的热塑性树脂，其名称来源于其内部 的基团。可由双酚A和氧氯化碳合成。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）。
加工
• 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。
发展前景
• 预计未来几年，聚碳酸酯发展较快的 地区将在远东，美国、日本、韩国和 中国台湾仍是聚碳酸酯的主要出口国 家和地区。我国将是主要的进口国， 消费量随着IT 行业和汽车产业的不断 发展。
对聚碳酸酯安全性的争议
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。
物理性质
• 密度：1.20－1.22 g/cm^3 线膨胀率：3.8×10 cm/°C 热变形温度：135°C 低温-45°C
• 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-0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.
• 世界聚碳酸酯的应用研究开发工作非常活跃， 向多功能化、专用化方面发展，尤其是光盘 级聚碳酸酯的应用研究备受各国的重视。世 界聚碳酸酯生产和消费结构正在迅速发生变 化，由以往的欧洲和北美市场转移到了亚洲 市场，需求则以东亚和中国为重心。目前全 球聚碳酸酯的消费结构为: 玻璃/板材约占 19%、光学材料约占4%，汽车约占13%， 电子电气约占19%，其他约占25%。
结构与性质
化学性质
• 聚碳酸酯（PC）是碳酸的聚酯类，碳酸本身并不稳定， 但其衍生物（如光气，尿素，碳酸盐，碳酸酯）都有一定 稳定性。
• 聚碳酸酯耐弱酸，耐弱碱，耐中性油。 • 聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。 • PC是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团
交替排列，这些基团可以是芳香族，可以是脂肪族，也可 两者皆有。双酚A型PC是最重要的工业产品。 • 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主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏 感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线 中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的 浸浊。
发展前景
• 目前全球聚碳酸酯发展呈现新的特点。各国 纷纷开发非光气法环保工艺，发展非常迅速， 预计今后新建装置以非光气法为主。装置规 模大型化，依赖规模获取效益，增强市场竞 争力。
• 2010 年，全球PC 产量可能达到400 万t。 亚洲地区聚碳酸酯发展迅速，预计未来五年 亚洲聚碳酸酯的需求与发展将呈现较高的速 度发展，亚洲将掀起聚碳酸酯建设的热潮。
应用
• ⑶用于生产医疗器械 • 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。
• ⑷用于航空、航天领域 • 近年来，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。
应用
• ⑸用于包装领域 • 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，目前一些领域PC瓶已完全取代玻 璃瓶。 • ⑹ 用于电子电器领域 • 由于聚碳酸酯在较宽的温、湿度范围内具有良好 而恒定的电绝缘性，是优良的绝缘材料。同时， 其良好的难燃性和尺寸稳定性，使其在电子电器 行业形成了广阔的应用领域。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。
Байду номын сангаас用
• ⑺用于光学透镜领域 • 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、 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。 • ⑻ 用于光盘的基础材料 • 近年来，随着信息产业的倔起，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。
• 聚碳酸酯的耐磨性差。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。
合成及加工
• 在聚碳酸酯合成工艺的发展历程中, 出现过 很多合成方法, 如低温溶液缩聚法、高温溶 液缩聚法、吡啶法、部分吡啶法、光气界 面缩聚法、熔融酯交换缩聚法、固相缩聚 法等等。
• 目前, 可用于工业规模生产的则有光气(界面 缩聚)法和熔融酯交换缩聚法、非光气熔融 酯交换缩聚法3种合成工艺。
合成
• 1 光气(界面缩聚)法 • 双酚A与NaOH 溶液反应, 制成双酚A 钠盐。将
双酚A 钠盐送入光气反应釜, 通入有机溶剂二氯 甲烷, 在光气反应釜中形成有机相和无机相二相, 光气溶于二氯甲烷中。 • 双酚A 和光气在有机相和无机相的界面进行反 应生成聚碳酸酯齐聚物, 然后在缩聚釜中将低分 子聚碳酸酯缩聚成高分子聚碳酸酯。 • 产物聚碳酸酯进入有机相被溶解, 副产物氯化钠 溶于无相。有机相经洗涤、脱盐、脱溶剂、沉 淀、干燥等工序后聚碳酸酯成粉状, 再经挤出造 粒而形成聚碳酸酯树酯。
成员及分工
• 搜集资料 • 整理资料 • 制作PPT • 主讲
魏尧 李培 张士玉 李秀秀 张倩 赵美红 邹海霞 侯艳丽