聚碳酸酯的性能和应用.pdf

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1、万方数据铜陵职业技术学院学报2007年第4期聚碳酸酯的性能和应用谢亚芬(江阴职业技术学院，江苏江阴214405)摘要：本文阐述了聚碳酸酯的物理性能、力学性能、化学性能和电性能等；介绍了聚碳酸酯在光盘制造业、汽车制造业、建材、电工电子、眼镜及光学透镜和食品包装等领域的应用。关键词：聚碳酸酯；性能；应用中图分类号=TQ325文献标识码：A文章编号：1671-752X(2007l04-0062-021．前言聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基(--OROCO--)的一类高分子聚合物的总称。随着R基种类的不同，可以分为脂肪族、脂环族、芳香族等聚碳酸酯

2、，但目前仅双酚A型芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产，故通常所称的聚碳酸酯即双酚A型芳香族聚碳酸酯，英文名称为Polyearbonate(简称Pc)。由于聚碳酸酯特殊的结构和优异的性能，现已成为五大工程塑料中增长速度最快、继尼龙之后的第二大工程塑料。2．聚碳酸酯的结构聚碳酸酯的重复单元较长，主要由苯环和碳酸酯基构成。苯环不能内旋转，构成了主链上的刚性部分，从而赋予聚碳酸酯较高的力学强度和耐热性。但是苯环的存在却阻碍了大分子的取向和结晶，当受外力强迫取向后又不易松弛，造成制品的残余应力难以消除，因而易引起制品产生应力开裂现象；碳酸酯基一方面使

3、分子问作用力增大，另一方面使链段容易围绕其单链发生内旋转，从而赋予大分子链一定的柔性，这正是聚碳酸酯具有较高冲击强度的原因之一。‘由于分子链刚性大，聚碳酸酯的结晶能力很弱，因此聚碳酸酯具有较好的透明性，可作为透明材料使用。3．聚碳酸醋的性能3．1物理性能聚碳酸酯是无色或微黄色透明颗粒，无味、无臭、无毒；密度为1．18—1．20咖m3，吸水率小于0．16％，透光率为75％一90％，25℃时折光指数为1．5890，成型收缩率为0．5％一0．8％，结晶倾向较小。3．2力学性能聚碳酸酯具有优异的冲击韧性、耐蠕变性和较好的耐磨性。拉伸强度和弹性模

4、量也较高，而且能在较宽的温度范围内保持较高的力学强度；但是它的疲劳强度较差，较易产生内应力，引起应力开裂。聚碳酸酯的主要力学性能见表1：表1聚碳酸酯的主要力学性能性能数值拉伸强度，MPa61～70断裂伸长率，％80一100拉伸弹性模量，MPa80—100弯曲弹性模量，MPa2100弯曲强度，MPa100—110压缩强度．MPa43—88悬臂梁冲击强度，J／m710一9503．3耐热性聚碳酸酯的玻璃化温度为149～150℃，熔融温度在215—225℃之间，无准确熔点，分解温度在320℃以上，成型温度一般为250—310℃。聚碳酸酯既有良好

5、的耐热性。又有良好的耐寒性。它的脆化温度为一100℃，最高使用温度为140℃，可在一60一120。C下长期使用。聚碳酸酯的导热系数为0．19W／(m·K)，比热容为1172J／(Kg·K)，线膨胀系数为(5—7)X10唧℃，比热熔和线膨胀系数随温度的变化较大。3．4化学性能室温下，聚碳酸酯耐无机和有机的稀酸溶液、食盐溶液、饱和的溴化钾溶液；耐脂肪烃、环烷烃及大多数醇类和油类。但是，它不耐碱液、浓硫酸、浓硝酸、王水和糠醛等。稀的氢氧化钠(NaOH)水溶液能使它缓慢破坏；浸入70℃的70％硝酸溶液中，一周后会变黄，并发生尺寸和重量的变化。聚

6、碳酸酯的分子结构中含有碳酸酯基。易与极性有机溶收稿日期：2007--06--03作者简介：谢亚芬(1966-)，女，江苏江阴人，江阴职业技术学院化学纺织工程系副教授，主要从事高分子材料加工工艺的研究。·62·万方数据剂作用。能溶解于四氯乙烷、二氯甲烷、l。2一二氯己烷和三氯甲烷等有机溶剂中；能被氯化烃类、芳香族类溶剂及酮和酯等所溶胀；甲酸和乙酸对其也有轻微的腐蚀作用。聚碳酸酯对热、氧、大气和紫外线均有良好的稳定性。但若长期在室外使用或受强烈光照，其表面会变暗、失去光泽和泛黄，甚至产生龟裂。3．5电性能聚碳酸酯是极性聚合物，电性能比非极性

7、的碳氢聚合物略差，但仍属于电性能优良的高分子材料。聚碳酸酯的电性能见表2：表2聚碳酸酯的电性能电性能数值体积电阻率，Q·em2．1×10z介电常数(60H互)3．17介电损耗角正切(106Hz)<1．0×10"*-介电强度，KV／mm≥16．4．聚碳酸酯的应用4．1用作生产光盘的基础材料聚碳酸酯由于其高透光率、高流动性、高冲击强度、低吸水性、低双折射和易于成型加工的综合性能而成为光盘基材的首选材料。目前市场上90％以上的CD、VCD和DVD光盘采用聚碳酸酯作为基材。平均每千克聚碳酸酯树脂大约可生产55张光盘。随着CD、VCD和DVD光盘

8、市场的迅速发展，光盘级聚碳酸酯消耗量也在直线上升。4．2用作生产汽车零部件的原材料由于聚碳酸酯具有优良的抗冲击、抗热畸变性能，而且耐气候性好、硬度高，因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件。这些汽车零部件