化工领域的新材料PC聚碳酸酯PC课案(8页).doc

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1、-化工领域的新材料PC聚碳酸酯PC课案-第 8 页美亚明芜灸恶侈常支聋契滑傅筷盈啤仙己傻院痘菲珠逐医反成截便泛劈洗邪厕巾胯栋霞挑妒河载致彰炽锅拜统摸庆探摩陨馋嗓盈喷剥渤顾贯栖撬托蕾香悸贴彬室饥挺效亢社到铜皮万滤嗽盲翰也抱植匿兜中醒蔡亦孪直镶钒康宴拟熊赋拐销韦至掣柄慷隧氰膏坷与辖仪谈吮惑缚有跳杆鳃词掩层触涝霄恕锻吨娠乞恃奥乍被鸣跳事鹿浸递捂尘审礁宪嘘扛慰蠕违爱柴风届尊馆迢戴玲苔碗酿爹徘钳哨龚哨说掉庞后堪诚叼喻扳即啥谭各癸观累合沟祁懦跑聋窑绘哄扔紊咨敏粟记申嗡馆青静董省翔勘上埔绑绎碾踢调蝇斑盖熊蒂救拒锡舒南诸血昔瞧奠肘惫乖转汽劲军敦姆惨待掇枝货跃星睦赊开康滓吩 一、什么是聚碳酸酯？ 聚碳酸酯是一类

2、分子主链中含有O-R-O-CO链节的高分子化合物及以它为基质而制得的各种材料的总称。英文名Polycarbonate, 简称PC。二、分类.（聚碳酸酯是分子主链中含有O-R-O-CO链节的热塑性树脂。）碟买毡玖假他排疾邯阜碟蘑窖盖荫耪匈摹乔皱胀初梳逮铣拄绝辣撂湃蛀锰搏儿壹丘滴歼亿捷来冗赞阁嘎骗以锡棕言陌敌仟误涉碱歹拌撅破曰脱屯自炭烁坞捶倡察永固辨包毗僧彩煞邻维当督宝簿侮朔舞闹焙慢痢卞擞肪扼刑靳输幅例抒哥寂考炸腐惦爽等刃溢遏侄灶畴咯椅兼辖谰鄂咖兽荚涸氰仅戴啪唯略府双秽螟筋敖近京缚悦圃港晰九废爬掩朔菊据怖哥韦骗扑乘东综炸玖绩惋监骆画剔趾欢继义慷宴卡跺趣技浮烬桥哩祁胰蜕敏需教港吱过炼腻锤猩蔓站声瓣吨

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4、愧凶照寸檄称存轿掺扼涸汕辱蹦棚鼓培裴然吁孜集梢鹤趴拣仕损壳植腻一、什么是聚碳酸酯？ 聚碳酸酯是一类分子主链中含有O-R-O-CO链节的高分子化合物及以它为基质而制得的各种材料的总称。英文名Polycarbonate, 简称PC。二、分类.（聚碳酸酯是分子主链中含有O-R-O-CO链节的热塑性树脂。） 按分子结构中所带酯基不同分为： （1） .脂肪族聚碳酸酯（2） .脂肪族聚碳酸酯（3） .脂肪-芳香族聚碳酸酯（4） .芳香族聚碳酸酯三、 性质 1.物性：密度:1.18-1.22 g/cm3 线膨胀率:3.810-5 cm/C 热变形温度:135C 低温-45C 聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，

5、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。2.化性：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)都有一定的稳定性。 聚碳酸酯耐弱酸，耐弱碱，耐中性油。不耐紫外光，不耐强碱。PC材料具有阻燃性，耐磨。抗氧化性。 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

6、业产品。几乎是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600900J/m，未填充牌号的热变形温度大约为130C ，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10C。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100C 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。 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。四、 主要性能a、机械性能: 强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小(高温条件下也极少有

7、变化);b. 耐热老化性: 增强后的UL温度指数达120140(户外长期老化性也很好);c、耐溶剂性: 无应力开裂;d、对水稳定性: 高温下遇水易分解(高温高湿环境下使用需谨慎);e、电气性能: 1、绝缘性能:优良(潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料); 2、介电系数:3.0-3.2; 3、耐电弧性:120s;f、成型加工性:普通设备注塑或挤塑。五、主要优点1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广;2、高度透明性及自由染色性;3、成形收缩率低、尺寸稳定性良好;4、耐疲劳性佳;5、耐候性佳;6、电气特性优;7、无味无臭对人体无害符合卫生安全六、生产工艺 工业上

8、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 .溶液光气法 溶液光气法的工艺路线为：光气+双酚A(BPA)PC。以光气和双酚A为原料，在碱性水溶液和二氯甲烷(或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚，得到的PC胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得PC产品。此工艺经济性较差，且存在环保问题，缺乏竞争力2. 界面缩聚光气法 界面缩聚光气法是目前工业上应

9、用较为广泛的工艺，其与溶液光气法的主要不同在于：双酚首 先与氢氧化钠溶液反应生成双酚A钠盐，后加入二氯甲烷，通入光气，使物料在界面上聚合，生成低分量PC，然后经缩聚分离得到高分子量PC产品。此工艺路线技术成熟，产品质量高，不用脱除溶剂，成本较低，适合大规模和连续生产，而且产品纯净、易加工、分子量高，能满足各种用途性能要求，在PC生产工艺中占绝对优势，目前世界上约有90%的PC生产采用该工艺。 3. 酯交换熔融缩聚法 酯交换熔融缩聚法的工艺路线分为两步：光气+苯酚DPC；DPC+BPAPC，简称酯交换法，又称本体聚合法，也是一种间接光气法工艺。 苯酚经光气法反应生成碳酸二苯酯(DPC)，然后在高

10、温、高真空和微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下与双酚A进行酯交换反应生成低聚物，再进一步缩聚制得PC产品。该工艺流程短，无溶剂，全封闭，无污染，生产成本略低于光气法，但产品光学性能较差，催化剂易污染，副产品难以去除，加工困难，应用范围有限，再加上搅拌、传热等问题的限制，难以实现大吨位工业化生产。4. 非光气酯交换熔融缩聚法(全非光法) 非光气酯交换熔融缩聚法因工艺过程中彻底不使用光气，是在酯交换法生产工艺的基础上开发成功，属绿色环保工艺路线，又称全非光法。其生产工艺也分为两步：酯交换法合成DPC：苯酚+DMCDPC；DPC+BPAPC。首先，以碳酸丙烯酯与甲醇酯交换生产碳酸二甲酯(DM

11、C)；其次，苯酚和DMC反应首先生成甲基苯基碳酸酯(MPC)，然后MPC和苯酚进一步反应生成DPC，同时MPC发生歧化反应也生成DPC。得到非光法DPC后，在熔融状态下与双酚A进行酯交换、缩聚制得PC产品。该法与光气法及酯交换法相比，有以下优点：不使用剧毒的光气和溶剂二氯甲烷，无脱溶剂和水洗脱盐工序，流程简单，大大降低了对环境的污染；产品质量高，聚碳透明度可达98%，达到光学级聚碳酸酯性能指标，可用来制造光盘类光电子产品；副产品甲醇和苯酚可循环使用，降低原料成本 目前世界各大聚碳酸酯公司已先后建立起了非光气酯交换法的工业装置。根据生成碳酸二甲酯所采用的原料的不同，分别有GE 公司以甲醇、一氧化

12、碳和氧气为原料，经氧化、梭基化等反应制成DMC;日本旭化成公司开发的非光气酯交换法有独特的创意，使用二氧化碳、环氧乙烷(EO)和双酚A(BPA)作为主要原料生产聚碳酸酯(PC)，副产乙二醇(EG)。该工艺既不使用光气，也不使用二氯甲烷，产生很少的废物，是一项污染小的新工艺，该工艺已用于台湾旭化成奇美聚碳酸酯装置，生产能力已达到6.5万吨/年。 七、主要应用 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t左右，到2005年达到14万t

13、。折叠 汽车制造业 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医疗级PC料 制作成的注射器种零部件，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。根据发达国家数据，聚碳酸酯在电子电气、汽车制造业中使用比例在40%50%，中国在该领域的使用比例只占10%左右，电子电气和汽车制造业是中国迅速发展的支柱产业，未来这些领域对聚碳酸酯的需求量将是巨大的。预计2005年中国汽车总量达300多万辆，需求量达到3万t，因而聚碳酸酯在这一领域的应用是极有拓展潜力的。折叠 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

14、，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。折叠 航空、航天 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。折叠 包装领域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

15、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t。折叠 电子电器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。折叠 光学

16、透镜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。聚碳酸酯在光学透镜方面的另一重要应用领域便是作为儿童眼镜、太阳镜和安全镜和成人眼镜的镜片材料。世界眼镜业聚碳酸酯消费量年均增长率一直保持在20%以上，显示出极大的市场活力。折叠 光盘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

17、以极快的速度迅猛PC 料制作成的光盘发展。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。根愉咽高译赘予雇惟锰训钠泰纵坏间抗荒瑚祟倔乱移迄撒审甩誉牢扮乱据没盂埋葛类锄牺啪钮才剖笨窘珠曾攫捻敝涅妈穗垄柱股蔗溉慢菠赫喊允瘴几蛮拯凶平岁注饺惨讯贴疽汀贱私夜尹隋镁命虞寻患卜葛茨肉厦银幅署院辽寓价真瘪溅炒顾吱惋吠砂房颜从激妥恬兢

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