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单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第二章 热塑性塑料,第七节 聚碳酸酯,7.1 聚碳酸酯的定义和聚合,7.2 聚碳酸酯的结构 （,重点,）,7.3 聚碳酸酯的性能 （,重点,）,7.4 聚碳酸酯的改性与应用,7.1 聚碳酸酯的定义与聚合, 定义,分子主链中含有,碳酸酯基,的聚合物统称为聚碳酸酯，可看作二羟基化合物与碳酸的缩聚产物。英文为,Polycarbonate，,缩写,PC,。,是用量第二大的工程塑料。,R,代表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。迄今最普遍的是,双酚,A,型聚碳酸酯,。,PC,的聚合,由于碳酸不能稳定存在，所以不能通过二羟基和碳酸直接缩聚。,1.光气法,：目前约90的,PC,用该法合成。,双酚A,4,4-二羟-2，2-二苯基丙烷,光气,可得,分子量为1.52.010,5,的,PC,2. 酯交换法（熔融缩聚法）,碳酸二苯酯,分子量为2.5510,4,的,PC。,不使用溶剂、也不使用有毒的光气、,聚合反应过程比较环保,。是目前,PC,合成的一个发展方向,。,7.2 聚碳酸酯的结构, 链结构,苯环刚性基团,醚氧,键提高链柔性,极性基团提高分子间作用力,总体来讲，双酚,A,型的聚碳酸酯是刚性较强的分子链。,Tg,150,o,C,。, 聚集态结构,1. 基本特征,分子链比较刚硬,分子间有较强的作用力,PC,很难结晶、是,无定形高分子材料,2. 超分子结构,PC,容易形成分子链束,原纤维结构,Flory,提出的无定形高聚物的无规线团结构模型。,最长2微米,宽,0.05微米,PC,的是有,进入和未进入原纤维结构,高分子组成的无定形高分子材料。,由原纤混乱交错形成的,疏松三维网络结构,是整个材料的增强骨架。其间存在较多的,微空隙,。,纤维原结构,低密度区,微空隙,7.3 聚碳酸酯的性能, 基本特征,聚碳酸酯为透明的硬而韧的颗粒,。,可见光透光率接近90%。,密度为1.2,g.cm,-3,。, 力学性能,软质,PVC,硬质,PVC,PS,PA,PTFE,PC,聚碳酸酯是硬而韧的高聚物,：,其抗拉、抗弯、抗压强度和硬度较高。,PC,是热塑性塑料中抗冲击强度最好的塑料。,为什么,PC,会具有高抗冲击性能？,拉伸强度与冲击强度在受力方式上有什么区别？,无缺口冲击强度,PC,的原纤维增强骨架间存在着,大量的微孔隙,原纤维结构易滑移,吸收冲击能量,微孔隙本身的变形,也吸收冲击能量,PC,具有很高的抗冲击强度, 热性能,具有较好的耐热性和耐寒性，可以在-,100130,o,C,范围内使用；,强度随温度的变化较小；,线膨胀系数较小；,导热性在聚合物中居中。, 电性能,PC,是弱,极性的高分子材料，电性能不如聚烯烃类，,但仍有较好的电绝缘性,。,PC,吸水率小、,Tg,高，,在很宽的温度范围和潮湿的条件下可保持良好的电性能,。,PC,的介电常数在教宽范围内保持不变，适合做电容器。,PC,的电性能优良。, 耐化学药品性,PC,的耐化学药品性,一般,；,常温下耐水、脂肪烃类、油类、醇类；,酮类、芳香烃类、酯类可使之溶胀；,极性有机溶剂可以溶解,PC；,PC,在与一些溶剂接触时会产生,应力开裂,；,在高温下，,PC,容易水解，,耐沸水性不好,。,不耐碱,，稀氢氧化钠、稀氨水可使之水解。, 耐候性,PC,分子主链上无仲、叔碳原子，,抗氧化性强,，,无双键、具有,良好的耐臭氧性,；,在,较干燥条件,下，具有优异的耐候性；但在潮湿环境下，容易气候老化；,PC,对,紫外光有很强,的吸收作用。, 加工性能,PC,分子链刚性大，,熔体黏度高,；,PC,的熔体更接近牛顿流体，,提高温度比增大压力更能降低熔体黏度,；,PC,虽然吸湿性很小，但因为容易高温水解，,即使微量的水分也要在加工前尽量去除,（含水率要0.02）；,光气法,PC,的分子量较高且分布宽；而酯交换法,PC,的分子量较低且分布窄，加工特性不同。,PC,的分子链刚硬，成型冷却后易残余,很大的内应力,。,降低内应力的方法,：,提高熔体温度,、,提高模具温度,、,制品成型后热处理,。,PC,是无定形聚合物，其制品的尺寸稳定性较好。,PC,与金属的黏附性很强，,生产结束后应趁热清理料筒,。,7.4 聚碳酸酯的改性与应用, 改性,PC,的缺点：,制品残余内应力大、不耐溶剂、高温易水解；不耐磨损。,1. 纤维增强,PC：,玻璃纤维、碳纤维等,拉伸强度、弯曲强度、耐热性、耐应力开裂性可明显提高、减少吸湿性和膨胀系数；抗冲击性和加工性会降低。,2.,PC,合金,PC/PE,合金：,PE,含量不超过10；提高加工流动、耐应力开裂、耐沸水性、电绝缘性、冲击强度提高，但,耐热性,会降低。,PC/ABS,合金：,ABS,含量不超过30，提高加工流动性，但力学性能和耐热性下降。, 应用,耐热性,透明,抗,冲击,电,绝缘性,大型灯罩、防护玻璃、照相器材、眼科用玻璃,飞机坐舱玻璃，天窗。,纯净水、矿泉水筒、热水瓶、透明餐具,电子电器的零部件、薄膜制造电容器、录音、录像带,VCD、DVD,光盘。,高强度,纤维增强,PC,具有与金属材料类似的力学性能,制造承载的机械零部件,：齿轮、轴承、轴承、轴套；发动机零部件。,作业,比较造成,PE、PS,和,PC,容易发生应力开裂原因的异同点。,分析,PC,具有高抗冲击性能的原因。,
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