塑料材料-第七章聚碳酸酯

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,七,七,章,章,：,：,聚,聚,碳,碳,酸,酸,酯,酯,polycarbonate,PC,第,一,一,节,节,：,：,概,概,述,述,聚,碳,碳,酸,酸,酯,酯,(PC),是,分,分,子,子,链,链,的,的,重,重,复,复,结,结,构,构,单,单,元,元,为,为,碳,碳,酸,酸,酯,酯,型,型,的,的,聚,聚,合,合,物,物,。,。对,于,于,二,二,羟,羟,基,基,化,化,合,合,物,物,线,线,性,性,结,结,构,构,的,的,聚,聚,碳,碳,酸,酸,酯,酯,，,，,其,其,通,通,式,式,为,为,：,：,O,O,R,O,C,式,中,中,R,代,表,表,二,二,羟,羟,基,基,化,化,合,合,物,物,HO-R-OH,的,母,母,核,核,，,，,随,随,着,着,R,集,团,团,的,的,不,不,同,同,，,，,可,可,分,分,为,为,：,：,脂,肪,肪,族,族,聚,聚,碳,碳,酸,酸,酯,酯,脂,肪,肪,-,芳,香,香,族,族,聚,聚,碳,碳,酸,酸,酯,酯,芳,香,香,族,族,聚,聚,碳,碳,酸,酸,酯,酯,脂,肪,肪,族,族,聚,聚,碳,碳,酸,酸,酯,酯,脂,肪,肪,-,芳,香,香,族,族,聚,聚,碳,碳,酸,酸,酯,酯,芳,香,香,族,族,聚,聚,碳,碳,酸,酸,酯,酯,：在,工,工,程,程,上,上,具,具,有,有,实,实,用,用,价,价,值,值,，,，,其,其,中,中,产,产,量,量,最,最,大,大,，,，,用,用,途,途,最,最,广,广,而,而,又,又,最,最,早,早,实,实,现,现,工,工,业,业,化,化,生,生,产,产,的,的,则,则,是,是,双,双,酚,酚,A,型,PC,，,其,其,特,特,点,点,是,是,原,原,料,料,价,价,格,格,低,低,廉,廉,，,，,加,加,工,工,性,性,能,能,及,及,制,制,品,品,性,性,能,能,超,超,群,群,，,，,本,本,章,章,主,主,要,要,叙,叙,述,述,的,的,即,即,是,是,这,这,种,种,聚,聚,合,合,物,物,。,。,第二节,：,：,PC,的工业,生,生产,合成双,酚,酚,A,型,PC,有多种,方,方法，,但,但目前工,业,业生产,中,中采用,的,的主要,是,是光气法和酯交换,法,法,一、单,体,体,PC,的原料,单,单体除双酚,A,外，根,据,据聚合,方,方法的,不,不同，,还,还需要,其,其它单,体,体，如,光,光气法,需,需要光气，酯交,换,换法则,需,需要碳酸二,苯,苯酯。,二、光,气,气法制,PC,光气法,又,又称溶,剂,剂法，,根,根据通,入,入光气,时,时所使,用,用溶剂,、,、,除酸剂,不,不同，,又,又可分,为,为以下,两,两种：,溶液缩,聚,聚（吡,啶,啶）法,：所用,吡,吡啶价,高,高，溶,液,液及沉,淀,淀需分,离回收,到,到无水,状,状态，,致,致使过,程,程繁,杂，流,程,程长，,因,因此较,少,少采用,。,。,界面缩,聚,聚（碱,水,水溶液,）,）法,：反应条,件,件缓和,，,，设备,要,要求简,单，分,子,子量可,在,在较大,范,范围内,人为控,制,制，可,制,制得高,分,分子量,的,PC,，目前,为,为生产,PC,的主要,主要方,法,法。,界面缩,聚,聚的光,气,气化合,成,成方法,是,是在常,温,温常压下，由,双,双酚,A,钠盐与,光,光气进,行,行界面,缩,缩聚得,到,到,PC,，其反,应,应式如,下,下：,光气法,制,制,PC,的转化,率,率高，,一,一般均,在,在,90%,以上，,相,相对分,子,子量可,高,高达,1520,万，但,相,相对分,子,子质量,过,过高，,成,成型加,工,工困难,，,，因此,常,常用分,子,子质量,调,调节剂,（,（苯酚、,甲,甲醇、,硫,硫醇等,单,单官能,团,团化合,物,物）将其,调,调整在,5,万左右。,整个聚,合,合过程,可,可分为,三,三个阶,段,段：,1.,光气化,：,：,2.,缩聚：,3.,后处理,：,：,1.,光气化,：,：将光气,通,通入双,酚,酚,A,钠盐溶,液,液，随,后,后加入,惰,惰性有,机,机溶剂,（,（,CH,2,Cl,2,，二氯,乙,乙烷）,，,，在搅,拌,拌和常,温,温的情,况,况下进,行,行光气,化,化反应,，,，生成,氯,氯甲酸,双,双酚,A,酯。当,反,反应液,PH,值降至,78,时，停,止,止通光,气,气，光,气,气化反,应,应即结,束,束。,2.,缩聚：将光气,化,化的物,料,料送至,缩,缩聚釜,中,中，在,叔,叔胺或,季,季铵盐,等,等催化,剂,剂作用,下,下，常,温,温常压,下,下缩聚,反,反应,34h,，使低,聚,聚物逐,步,步转化,成,成高聚,物,物。此,反,反应放,热,热，应,采,采用冷,水,水降温,。,。当反,应,应液变,粘,粘稠并,且,且分离,出,出水层,后,后，缩,聚,聚反应,即,即可终,止,止。然,后,后用,15%,甲酸中,和,和至物,料,料为呈,微,微酸性,（,（,PH,值为,35,）后再,进,进行后,处,处理。,后处理,目,目的：,除掉树,脂,脂中的,盐,盐；,除掉树,脂,脂中低,分,分子物,和,和未参,与反应,的,的双酚,A,。,盐的脱,除,除一般,采,采用水,洗,洗法，,至,至洗涤,水,水中不,含,含氯离,子,子为止,。,。,低分子,物,物的除,去,去一般,采,采用沉,析,析剂在,强,强搅拌,下,下，使,PC,呈粒状,或,或粉状,析,析出。,沉,沉析剂,可,可采用,醇,醇类（,甲,甲醇、,乙,乙醇）,、,、酯类,（,（乙酸,乙,乙酯、,乙,乙酸丁,酯,酯）、,酮,酮类（,丙,丙酮、,丁,丁酮）,及,及石油,醚,醚、甲,苯,苯等。,三、酯,交,交换法,制,制,PC,又称熔融缩,聚,聚法，聚合时,不,不使用,溶,溶剂，,故,故不,需要回,收,收溶剂,的,的设备,，,，产品,可,可以直,接,接挤出,造,造,粒，缺,点,点是反,应,应时间,较,较长，,并,并需要,在,在高温,和,和高,真空下,进,进行。,由,由于反,应,应物料,的,的粘度,较,较高，,使,使反,应过程,中,中的热,交,交换、,物,物料的,均,均匀混,合,合及低,分,分子,化合物,的,的排出,困,困难，,很,很难制,得,得高分,子,子量的,聚,聚合,物。,酯交换,法,法是在,碱,碱性催,化,化剂（,碱,碱金属,或,或碱土,金,金属盐,类,类）存,在,在下，,将,将双酚,A,与碳酸,二,二苯酯,在,在高温,、,、高真,空,空和熔,融,融条件,下,下进行,的,的，其,反,反应式,为,为：,酯交换,法,法生产,工,工艺可,分,分为酯,交,交换、,缩,缩聚反,应,应及后,处,处理三,个,个步骤,。,。,1.,酯交换,将双酚,A,和碳酸,二,二苯酯,加,加入酯,交,交换反,应,应釜熔,融,融后，,加入催,化,化剂：,在,6650Pa,真空及,大,大约,175,温度,条件下,进,进行酯,交,交换的,第,第一阶,段,段反应,，形成,低,低聚物,，,，,当副产,物,物苯酚,蒸,蒸出量,达,达到预,定,定要求,时,时，再,在,在,230,左右、,13305320Pa,真空下,进,进行第,二,二阶段,酯交换,反,反应,。当有,大,大约,8090%,苯酚被,交,交换出,来,来时,，酯交,换,换即告,结,结束，,用,用氮气,将,将反应,物,物压至,缩,缩聚釜,。,。,a.,催化剂,：,：苯甲酸,钠,钠、醋,酸,酸锂、,醋,醋酸铬,、,、醋酸,钴,钴等。,一般说酯交换,反,反应速,度,度与催,化,化剂浓,度,度成正,比,比。催化,剂的浓,度,度越高,，,，产品,中,中残存,的,的碱含,量,量亦越,多,多，给,后,后,处理带,来,来困难,，,，且使,产,产品的,热,热稳定,性,性降低,，,，性能,变,变,劣。,b.,温度对,反,反应速,度,度的影,响,响：温度升,高,高，反,应,应速度,加,加,快，但,超,超过,180,时双酚,A,容易发,生,生分解,，,，所以,酯,酯,交换反,应,应的初,期,期温度,不,不超过,180,。至双,酚,酚,A,已转,化为低,聚,聚物后,，,，温度,就,就可提,高,高，以,促,促进反,应,应程度,的,的,加深。,这,这样以,两,两个阶,段,段控制,酯,酯交换,反,反应，,可,可以减,少,少,催化剂,用,用量，,加,加快反,应,应速度,，,，保证,产,产品质,量,量。,2.,缩聚反,应,应,将酯交,换,换后的,反,反应物,在,在搅拌,及,及真空,（,（小于,133Pa,）,下，控,制,制釜内,温,温度为,295300,进行缩,聚,聚反应,，,，脱,去苯酚,。,。随着,反,反应的,进,进行，,生,生成物,熔,熔融粘,度,度增加,，,，直至,成为高,分,分子量,的,的,PC,，即以,N,2,将树脂,由,由釜底,压,压出。,物,物料,将釜底,的,的铸孔,流,流成条,状,状或片,状,状，冷,却,却后通,过,过切粒,机,机制成,一定规,格,格的颗,粒,粒料。,熔融缩,聚,聚是可,逆,逆平衡,反,反应，,只,只是从,反,反应系,统,统中不,断地除,去,去低分,子,子副产,物,物，反,应,应才能,向,向生成,高,高分子,量,量,PC,的方向,进,进行。,随,随着反,应,应程度,的,的加深,，,，聚合,物,物的熔,融,融粘,度不断,增,增加，,低,低分子,物,物排出,困,困难，,因,因此反,应,应体系,的,的高,度真空,是,是保证,反,反应顺,利,利进行,的,的必要,条,条件，,否,否则，,产,产物,分子量,难,难以超,过,过,2,万。,3.,后处理,后处理,是,是用,10%,的盐酸,浸,浸泡粒,料,料，以,除,除去碱,性,性催,化剂的,碱,碱金属,离,离子，,再,再用去,离,离子水,洗,洗涤至,PH,等于,7,，干燥,后,后包装,，,，产物,的,的相对,分,分子质,量,量约为,2.5,万。,PC,产品中,的,的碱性,催,催化剂,必,必须除,掉,掉，否,则,则在热,塑,塑,性加工,时,时，将,导,导致聚,合,合物的,分,分解和,降,降解,杂质和,含,含水量,对,对,PC,的质量,有,有很大,影,影响：,杂,杂质使,聚合物,变,变色；,含,含水明,显,显降低,PC,的分子,量,量。,第三节,:PC,的结构,与,与性能,一、,PC,结构对,性,性能的,影,影响,第三节,: PC,的结构与,性,性能,一、,PC,结构对性,能,能的影响,1.,苯撑基（,）,）：苯撑基是,一,一种大共,轭,轭的芳香,环,环状体，,是芳香族,PC,主链中难,以,以弯曲的,刚,刚性部分,，,，能阻碍,分,分子的,内旋转。,它,它提高了,分,分子链的,刚,刚性，增,大,大了聚合,物,物的机械,强度、耐,热,热性、耐,化,化学药品,性,性、耐候,性,性和尺寸,稳,稳定性，,降低了它,在,在有机溶,剂,剂中的溶,解,解性和吸,水,水性。,2.,氧基（,O,）：又叫醚键,，,，它的作,用,用与苯环,相,相,反，它增,大,大了分子,链,链的柔曲,性,性，使链,段,段容易绕,着,着氧基两,端单键发,生,生分子内,旋,旋转，加,大,大了聚合,物,物在有机,溶,溶剂中的,溶解性和,吸,吸水性。,3.,异丙撑基,（,（ ）,：,：因其取代,基,基对称且,无,无极性，,故,故,可减少大,分,分子间作,用,用，赋予,聚,聚合物以,一,一定的韧,性,性,及熔融加,工,工性。,4.,酯基（,）,）：是一种极,性,性较大的,基,基团，它,增,增加了分,子链间作,用,用力，也,使,使分子链,的,的刚性增,加,加，并且,还,还,是,PC,分子链中,较,较薄弱的,部,部分。它,容,容易水解,断,断裂，,使,PC,较易溶于,有,有机溶剂,，,，也使它,的,的电绝缘,性,性能不,及非极性,的,的,PE,、弱极性,的,的,PS,的重要原,因,因。,苯撑基加,上,上酯基的,作,作用，超,过,过了氧基,、,、异丙撑,基,基,的相反作,用,用，因而,使,使,PC,分子链具,有,有很大的,刚,刚性，致,使,使,其具有较,高,高的玻璃,化,化温度。,同,同时较大,的,的分子间,作,作用力,，多个苯,撑,撑基的刚,性,性链的彼,此,此缠结，,使,使分子间,相,相对,滑移困难,，,，从而使,熔,熔融温度,也,也升高。,分,分子链的,刚,刚性,大，使聚,合,合物在受,外,外力作用,下,下产生的,形,形变较小,，,，尺寸,稳定性好,，,，然而却,阻,阻碍了大,分,分子的取,向,向和结晶,；,；而当,受外力强,迫,迫取向后,，,，又不易,松,松弛，易,使,使制品中,的,的残留,内应力难,以,以自行消,除,除。这样,虽,虽然力学,强,强度高，,但,但制品,易发生应,力,力开裂现,象,象。,二、,PC,的性能,纯,PC,树脂是一,种,种无定形、,无,无味、无,毒,毒、,透明、呈,微,微黄色、,白,白色或无,色,色的刚而,韧,韧的,热塑性聚,合,合物；相,对,对分子质,量,量一般在,27,万；,燃烧时慢,燃,燃，离火,后,后慢熄，,火,火焰呈黄,色,色，燃烧,后熔融、,起,起泡，发,出,出特殊的,花,花果臭气,味,味，,PC,综,合性能优,良,良，是重,要,要的工程,塑,塑料。,（一）、,物,物理力学,性,性能,PC,的物理力,学,学性能优,良,良，冲击,性,性能十分,优,优异，在,很,很宽的范,围,围内能保,持,持较好的,尺,尺寸稳定,性,性，在低,温,温下仍能,保,保持较高,的,的力学强,度,度。,缺点是易产生,应,应力开裂,，,，缺口敏,感,感性高，,耐磨性较,差,差，疲劳,强,强度低。,1.,冲击强度,：,：,PC,的冲击强,度,度在通用,工,工程塑料,乃,乃至所有,热,热塑,性塑料中,都,都是突出,的,的。其冲击,强,强度比尼,龙,龙、,POM,等高,3,倍以上，,接,接近玻纤,增,增强的酚,醛,醛或,聚酯玻璃,钢,钢的水平,，,，呈延性断,裂,裂。,影响,PC,冲击强度,的,的主要因,素,素有平均,分,分子量、,温度、缺,口,口及添加,剂,剂等。,平均分子,量,量低于,2,万时，冲,击,击强度很,低,低，被认,为失去使,用,用价值；,在,在此数值,以,以上，冲,击,击强度逐,渐,渐,上升，在,平,平均分子,量,量为,2.83,万时具有,最,最大值；,其后又随,分,分子量的,增,增高而逐,渐,渐略有下,降,降；,冲击强度,随,随环境温,度,度升高而,逐,逐渐增大,；,；,对缺口的,敏,敏感性很,大,大；,PC,中添加剂,（,（增塑剂,、,、颜料、,UV,吸收剂和,脱模剂等,）,）加入量,超,超过一定,比,比例，冲,击,击强度降,低。,2.PC,的拉伸应,力,力,-,应变曲线,属,属于硬而,韧,韧的类型,，,，,在拉伸过,程,程中产生,明,明显的屈,服,服点，强,度,度很高，,断裂伸长,率,率较大。,3.,耐蠕变性：,PC,的耐蠕变,性,性在热塑性,工,工程塑料,中是相当,好,好的，优,于,于尼龙和,聚,聚甲醛。这是,它尺寸稳,定,定性优良,的,的重要标,志,志。,4.,应力开裂,性,性：（,PC,制品容易,出,出现应力,开,开裂）塑,料,料的内应,力,力主要是,由,由于被,迫,迫取向的,大,大分子链,间,间相互作,用,用所造成,的,的。,PC,制品的残,留,留应力和,应,应力开裂,现,现象是个,突,突出的问,题,题。将,PC,的弯曲强,度,度试样挠,曲,曲并放置,一,一定时间,，,，当挠曲,应,应力超过,其,其极限值,时,时，便会,发,发生微观,撕,撕裂现象,。,。当,PC,分子量,2.4,万时，可,承,承受的应,力,力为,35 MPa,，分子量,为,为,2.2,万时，则,为,为,20 MPa,左右。因,此,此，当残,留,留应力或,制,制品所承,受,受的应力,在,在此数值,以,以下时，,一,一般不会,发,发生应力,开,开裂，甚,至,至若制品,仅,仅维持在,微,微观撕裂,阶,阶段而不,再,再进一步,发,发展的话,，,，将不会,影,影响其使,用,用性能。,如,PC,制品在成,型,型加工过,程,程中因温,度,度过高等,原,原因而发,生,生了分解,老,老化，或,者,者制品本,身,身存在着,缺,缺口或熔,接,接焊缝等,脆,脆弱部分,以,以及制品,在,在化学气,体,体中长期,使,使用，那,么,么发生微,观,观撕裂的,时,时间将会,大,大大缩短,，,，所能承,受,受的极限,应,应力也将,大,大幅度下,降,降。,5.,耐磨性：,PC,属中等耐磨,材,材料（ 但比,金,金属还是,要,要好很多,）,）。比尼,龙,龙、聚甲,醛,醛、氯化,聚,聚醚及,PTFE,差，但比,ABS,、聚砜、,有,有机玻璃,等,等好。在,PC,中加入某,些,些填料可,改,改善耐磨,性,性，例如,加,加入,PTFE,、玻纤等,可,可降低摩,擦,擦系数和,磨,磨损量。,（二）、,热,热性能,PC,的耐热性和,耐,耐寒性都,很,很好，长,期,期使用温,度,度的范围,较,较宽，可,在,在,-100130,范围使用，其负荷,变,变形温度,高,高（,130140,），且受,负,负荷影响,小,小；脆化,温,温度在,-100,以下，甚,至,至在,-180,的低温下,，,，也不会,象,象玻璃那,样,样破碎。,PC,没有明显,的,的熔点，,在,在,220230,呈熔融状,态,态。由于大分子链,刚,刚性大，其熔融粘度比其它热,塑,塑性塑料高得多。,（三）、,电,电性能,PC,的分子极,性,性不大，,Tg,高，吸水,性,性低，因,此,此具有优,良,良的电绝,缘,缘性能，已接近或,相,相当接近,向,向来被认,为,为电绝缘,性,性能优良,的,的,PET,。,（四）、,耐,耐化学腐,蚀,蚀及吸水,性,性,PC,本身无毒,、,、无臭、,无,无味，具有一,定,定的抗化,学,学腐蚀能,力,力，对有,机,机酸、稀,无,无机酸、,盐,盐类、油,、,、脂肪烃,及,及醇都较,稳,稳定，但,不,不耐氯烃,、,、稀碱、,溴,溴水、浓,酸,酸、王水,以,以及糠醛,等,等。,虽不会引起,明,明显降解,，,，但较容,易,易使,PC,溶解的溶,剂,剂有：二,氯,氯甲烷、,二,二氯乙烷,、,、三氯甲,烷,烷、三氯,乙,乙烷、三,氯,氯乙烯、,四,四氯乙烷,、,、吡啶、,四,四氢呋喃等等。,PC,有一定的,吸,吸水性，,但,但不影响,尺,尺寸和形,状,状的稳定，它在正,常,常使用情,况,况下的吸,水,水率是,0.15%,，室温中,的,的吸水率,是,是,0.35%,，沸水中,吸,吸水率为,0.58%,。它能耐,60,温度的热,水,水，但在,更,更高的水,温,温下就会,导,导致开裂,并,并失去韧,性,性。水蒸,气,气中蒸煮,100,次以后，,其,其物理力,学,学性能显,著,著下降。,（五）、,耐,耐候性能,PC,的耐候性较,好,好，对热、热,能,能辐射、,空,空气、臭,氧,氧有良,好的稳定,性,性。制品在户,外,外暴露一,年,年，物理,力,力学性能,几,几乎不,变，但,PC,在波长,290nm,附近的紫,外,外光作用,下,下会发生,光,光氧,化反应而,逐,逐渐老化。光老化,先,先从表面,变,变黄开始,，,，逐渐使,分,分,子全链断,裂,裂，分子,量,量降低，,最,最终发生,龟,龟裂。可,通,通过加紫,外,外,线吸收剂,提,提高抗老,化,化性。,(,自熄性材,料,料）,PC,在火中可,以,以燃烧，,但,但离开火,源,源后即自,熄，若在,其,其中添加,三,三氧化二,锑,锑阻燃剂,和,和磷酸酯,增,增塑剂可,提,提,高,PC,的耐燃性,。,。,（六）、,光,光学性能,纯净,PC,外观为无,色,色透,明，具有,良,良好的透,光,光,性，其透光率与,光,光线的,波长、制,件,件的厚度,有,有,关，厚度为,2mm,的,PC,的透光率,为,为,90%,。但不,能透过,290nm,以下的短,波,波光线。,PC,的透光能,力,力还与其,制,制品表面,的,的光洁程,度,度有关，因,PC,表面硬度,不,不高，耐,磨,磨性不够,理,理想，表,面,面容易发,毛,毛,而影响其,透,透光率。,PC,在单向拉,伸,伸时，由,于,于产生各,向,向异性和,内,内应力而,出,出,现光线的,双,双折射现,象,象。其制,品,品内应力,的,的大小可,用,用偏,振光来检,验,验。,PC,对可见光,的,的折射率,随,随温度变,化,化而呈直,线,线关系，,它,它,比丙烯酸,酯,酯等其它,透,透明高聚,物,物折光率,高,高，因此,更,更宜,作透镜光,学,学材料。,纯,PC,制品无毒，可包装食,品,品，制成的,餐,餐具与茶,、,、咖,啡等接触,不,不会退色,或,或沾污，,也,也不影响,食,食品原来,的,的色,和味。,第四节：,PC,的成型加,工,工与应用,一、,PC,的加工工,艺,艺特性,1,、,PC,的流变性,PC,的熔体粘,度,度很高，,可,可达,10,3,10,4,Pas,，与其它热,塑,塑性塑料,一,一样，,PC,的表,观粘度,a,与分子量、,温度、,剪切速率有关。, PC,的,a,随分子量,而,但在较低,温,温度下分,子,子,量增加时,比在较高,温度下增,加,加更为显,著；, PC,粘度大，,是,是热敏性,的,的，,a,对温度的,变,变化比较,敏,敏感，纯,PC,的,a,随温度,有较大的,，温度,时，,增大很快,，,，所以成,型,型时制品,凝,凝固、定,型,型所需时,间,间就更少,，,，因此在,注,注塑时应,使,使用较高,的,的注塑压,力,力才能收,到,到预期的,效,效果。, PC,的,a,变化受剪,切,切速率的,影,影响很小，尤其在,低,低,下，接近,牛,牛顿流体,，,，因此,PC,成型过程,中,中，通过,调,调节温度,改,改善其流,动,动状态往,往,往比改变,更有效，,如,如单靠提,高,高压力和,速,速度，不,仅,仅使内应,力,力增大，,而,而且达不,到,到降低粘,度,度的目的。,2.,高温水解,性,性,PC,的吸水性,虽,虽不大，,吸,吸水后其,性,性能变化,也,也不大，,但,但成型过,程,程中却对,水,水极敏感,，,，即使含,有,有微量水,分,分，在高,温,温下也会,使,使,PC,主链上的,酯,酯基产生,水,水解，放,出,出,CO,2,等气体,导致分子,量,量急剧下,降,降，树脂,变,变色，制,品,品出现银,丝,丝、气泡,、,、甚至裂,纹,纹。水分,含,含量越高,，,，分子量,下,下降越多,，,，制品性,能,能下降越,厉,厉害，因,此,此原料在,成,成型前必,须,须严格进,行,行干燥至,水,水分含量,在,在,0.02%,以下。,干燥方法可采用沸,腾,腾床干燥,、,、真空干,燥,燥、循环,鼓,鼓风干燥,、,、红外线,干,干燥等，,其,其中以真空干,燥,燥效果较,好,好。不管哪,种,种干燥方,法,法，温度都不,允,允许超过,135,，料层厚,度,度不超过,30mm,，否则将会,引,引起树脂,分,分子量下,降,降、制品,冲,冲击性能,降,降低等现,象,象。干燥后必,须,须立即使,用,用，成型,机,机的加料,斗,斗亦保温,在,在,100,以上。,（,PC,经干燥后,能,能很快再,吸,吸附湿气,，,，而且湿,气,气在,PC,中有较大,的,的扩散速,率,率）,检验干燥,是,是否合格,：,：,在注塑机,上,上采用“,对,对空注塑,”,”法：从,喷,喷嘴流出,的,的物料是,均,均匀白色,，,，无银纹,和,和气泡即,为,为合格；,将干燥好,的,的几个粒,料,料夹在约,270,的载玻片,之,之间；在,上,上面轻缓,加,加压使粒,子,子变扁，,如,如熔料不,出,出现起跑,认,认为是合,格,格；,3.,成型收缩,性,性,PC,的结晶能,力,力较小，,一,一般被认,为,为是无定,形,形聚合物,，,，因而成,型,型收缩率,较,较小，约,在,在,0.50.8%,之间，与,PC,成型加工时,熔,熔融温度、,模,模具温度、,注,注射速度、,保,保压时间等,有,有关。,PC,制品厚度对,其,其也有一定,影,影响，当厚,度,度为,3.2mm,时，成型收,缩,缩率具有最,小,小值；当厚,度,度偏离,3.2mm,时，成型收,缩,缩率随偏离,程,程度的,而,PC,成型时收缩,性,性大致是各,向,向同性，这很有利于成型,高,高精度的制,品,品，如果加工,条,条件控制得,好,好，制品尺,寸,寸变化几乎,可,可以稳定在,一,一定范围内,。,。,4.,高温降解性,高温下,PC,易降解，成,型,型时应把,PC,的熔体温,度严格控制,在,在分解温度,以,以下以避免,PC,在高温下,降解，且物,料,料的停留时,间,间不宜过长,，,，当有杂质,存在时会加,速,速降解。,5. PC,制品的后处,理,理,由于,PC,的分子链刚,性,性大，熔体,粘,粘度高，流,动,动性小，冷,却,却速度快，,制,制品中通常,存,存有内应力,，,，因此对成型,工,工艺条件要,求,求苛刻，对,制,制品和模具,的,的设计要求,较,较高。,为了减少制,品,品内应力，,通,通常成型后,的,的制品都立,即,即进行热处,理,理。热处理,一,一般采用油,浴,浴、热风烘,箱,箱、红外线,保,保温箱。热,处,处理温度一,般,般控制在,110120,，处理时间,视,视制品厚度,而,而定，制件愈厚,，,，时间愈长,。,。制件经过,热,热处理后，,内,内应力基本,消,消除。制品,内,内应力的检,查,查，一般可,采,采用偏振光,法,法或溶剂浸,渍,渍法。,二、,PC,的成型工艺,条,条件,PC,具有优良的,成,成型加工性,能,能，可用注,塑,塑、挤出等,方,方法成型加,工,工。,PC,在,170220,时呈高弹态,，,，可采用吹,塑,塑和辊压等,成,成型加工。,在室温下，,PC,具有相当大,的,的强迫高弹,形,形变能力和,很,很高的冲击,韧,韧性，可进,行,行冷压、冷,拉,拉、冷辊压,等,等冷成型加,工,工。,其中以注塑,应,应用最广泛,，,，占有极其,重,重要的地位,。,。,1.,注射成型,采用注射时,，,，所选用,PC,的相对分子质,量,量通常为,2.73.4,万，应选用移动螺杆，喷嘴通常,选,选用普通敞,口,口延伸式。,为,为防止干燥,后,后物料再吸,湿,湿，注塑机料斗应是封闭的,，,，且有保温装,置,置。模具应设,控,控温装置，,根,根据制品厚,薄,薄在,80120,范围内控制,，,，以减少内,应,应力的产生,，,，模具流道短,而,而粗，以利于高,粘,粘度物料流,动,动。嵌件必须预,热,热至,110130,，以减少开,裂,裂倾向。注,塑,塑时一般采,用,用高温、高,压,压、快速成,型,型法。由于,PC,具有缺口敏,感,感性，所以,制,制品设计切,忌,忌有尖角、,缺,缺口、厚度,变,变化大的区,域,域。,2. PC,的挤出成型,:,制品主要有,板,板、管棒、,异,异型材和片,、,、膜等。,挤出成型采,用,用的,PC,相对分子质,量,量较高，一,般,般,均在,3.4,万以上。挤出机螺杆,选,选用渐变型，长,径比一般取,1820,，长径比增,大,大虽可加强,物,物料,的塑化，但,容,容易发生降,解,解。型材挤,出,出后，一般,经过红外线,退,退火，则形,变,变消除得更,好,好。,三、,PC,的应用领域,1.,电子电器方,面,面,2.,机械设备方,面,面,3.,光学照明方,面,面,4.,医疗器械方,面,面,5.,其他方面的,应,应用,PC,电表箱,第五节：,PC,的改性,一、,PC,的增强,在,PC,中加入玻纤、,碳,碳纤维、硼,纤,纤维及石棉,纤,纤,维等增强材,料,料，可显著提高,其,其疲劳强度,、,、拉,伸强度、弹,性,性模量、弯,曲,曲强度、压,缩,缩强度，,显著改善应,力,力开裂性等,力,力学性能及,耐,耐热性,能，成型收,缩,缩率也能进,一,一步下降，,但,但冲击强,度有所降低,，,，同时制品,将,将失去透明,性,性。,目前增强,PC,主要用玻纤,增,增强。,1.,玻纤含量对,增,增强,PC,性能的影响：,随玻纤含量,，增强,PC,的力学性能,当玻纤含量,10%,时，增强效,果,果不显著；,当含量,40%,时，制品脆,性,性太大，而,且,且熔体,流动性差，,给,给成型加工,带,带来一定困,难,难。,通常玻纤含,量,量在,2040%,的范围内较,适,适宜。,2.,玻纤长度：,短纤维在树,脂,脂中分散性,优,优于长玻纤,，,，而且短纤,维,维成型时还,具,具有流动性,好,好，容易塑,化,化，制品熔,接,接强度高、,表,表面光泽好,等,等优点；,但长纤维的,增,增强效果要,比,比短纤维显,著,著。,通常认为，,制,制品中玻纤,平,平均长度小,于,于,0.30.4mm,时，,其,其增,强,强效,果,果显,著,著下,降,降。,3.,玻纤,类,类别,由于,PC,在成,型,型温,度,度下,只,只要,存,存在,微,微量,水,水分,，,，遇,碱,碱时,即,即发,生,生强,烈,烈分,解,解，,并,并且,碱,碱含,量,量高,的,的玻,纤,纤制,品,品的,电,电性,能,能会,产,产生,不,不良,影,影响,，,，因,此,此一,般,般要,求,求使用,碱,碱含,量,量在,0.5%,以下,的,的无,碱,碱电,工,工级,玻,玻纤,。,。,4.,用于增强,PC,的玻,纤,纤，,一,一般,要,要进,行,行表,面,面处,理,理，以,增,增强,树,树脂,和,和玻,纤,纤之,间,间亲,合,合力,，,，并,减,减少,它,它们,之,之间,因,因相,对,对滑,动,动而,导,导致,材,材料,的,的破,坏,坏，从而,提,提高,材,材料,的,的力,学,学强,度,度（特别,是,是在,高,高温,和,和潮,湿,湿情,况,况下,的,的强,度,度）和,耐,耐热,性,性。玻,纤,纤表,面,面处,理,理剂,大,大多,以,以有,机,机硅,化,化合,物,物居,多,多。,例,例如,：,：,-,氨丙,基,基三,乙,乙氧,基,基硅,烷,烷、,-,缩水,甘,甘油,氧,氧丙,基,基三,甲,甲氧,基,基硅,烷,烷等,。,。,主要,品,品种,：,：,KH-550,、,KH-560,、,KH-570,硅烷,偶,偶联,剂,剂对,无,无机,物,物的,作,作用,明显：玻,纤,纤、,AL,2,O,3,、,SiO,2,、碳,化,化硅,稍差：滑,石,石粉,、,、氢,氧,氧化,铝,铝、,粘,粘土,、,、硅,灰,灰石,不大：石,棉,棉、,三,三氧,化,化二,铁,铁、,二,二氧,化,化钛,（,（钛,白,白）,很小：石,墨,墨、,碳,碳酸,钙,钙、,炭,炭黑,5.,玻纤,的,的加,入,入能,使,使,PC,的疲劳,强,强度,和,和耐,应,应力,开,开裂,性,性能,得,得,到明,显,显的,改,改善,。,。,未增,强,强,PC20%,玻纤,增,增强,PC40%,玻纤,增,增强,PC,疲劳,强,强度,710MPa40MPa50MPa,玻纤,增,增强,PC,的负,荷,荷变,形,形温,度,度比,未,未增,强,强,PC,提高,1015,，而,线,线膨,胀系,数,数降,低,低了,60%,，达,到,到了,一,一般,轻,轻金,属,属的,水,水平,，,，这,样,样不,但,但扩,大,大了,它,它,的使,用,用范,围,围，,而,而且,在,在注,塑,塑成,型,型带,有,有金,属,属嵌,件,件的,制,制品,时,时，,可,可大,大,大减,少,少,金属,嵌,嵌件,与,与塑,料,料在,冷,冷却,时,时因,收,收缩,率,率不,一,一致,所,所造,成,成的,内,内应,力,力，,是,是之,在,在,很大,程,程度,上,上解,决,决了,PC,因金,属,属嵌,件,件而,造,造成,的,的应,力,力开,裂,裂现,象,象。,6.,加工：成,型,型加,工,工方,法,法及,工,工艺,设,设备与未,增,增强,PC,差不,多,多,（注,塑,塑应,用,用最,多,多）,二、,PC,的共,混,混改,性,性,尽管,PC,综合,性,性能,较,较好,，,，但,其,其某,些,些缺陷，如易产,生,生应,力,力开,裂,裂，,对,对缺,口,口敏,感,感，,耐,耐磨,性,性欠,佳,佳及,加,加工,流,流动,性,性较,差,差等都需,要,要进,一,一步,改,改进,，,，使,之,之适,应,应于,某,某些,应,应用,的,的需,要,要。,目前,采,采用,共,共混,方,方法,对,对,PC,进行,改,改性,已,已取,得,得显,著,著成,效,效。,可,可与,PC,共混,的,的聚,合,合物,很,很多,，,，如,ABS,、,PE,、,PP,、聚,异,异丁,烯,烯、,PS,、,AS,、丁,腈,腈胶,、,、,PET,、聚,氨,氨酯,、,、,PTFE,、,POM,、,PPO,、,PPS,、聚,砜,砜、,氯,氯化,聚,聚醚,、,、丙,烯,烯酸,树,树脂,等,等。,