第三章 聚碳酸酯ppt课件.ppt

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1、第三章通用塑料（2）聚碳酸酯-PC聚碳酸酯-PC1.聚碳酸酯的概述2.聚碳酸酯的结构与性能3.聚碳酸酯的加工和应用4.聚碳酸酯的改性1.概述聚碳酸酯：指分子主链中含有链节的线性高聚物，英文名称为polycarbonate，简称PC。1.定义根据重复单元中R基团种类的不同，可以分为脂肪族、脂环族、脂环族、芳香族和脂肪-芳香族几个类型。2.分类3.脂肪-芳香族PC2.脂环族PC熔点提高，溶解度下降，但结晶趋势较大、性脆、机械强度仍不足，实用价值不大1.脂肪族PC3、聚碳酸酯的分类和应用价值分析4.芳香族PC原材料成本低、制品性能、成型加

2、工性能、经济因素等均具有工业价值。熔点低、溶解度大、亲水、热稳定性差、机械强度不高迄今为止，作为工程塑料最有应用价值的是芳香族聚碳酸酯，其中特别是双酚A型聚碳酸酯最重要，应用也最普遍。以双酚A型PC为例，其具有如下结构：2.PC的结构和性能双酚A型PC大分子主链中含有醚键、苯基、羰基、酯基还有异丙基。(1)结构(2)结构与性能的关系醚键：作用是增大链的柔曲性，使链段容易绕醚键两端的单键发生内旋转，增大聚合物的韧性，同时也增加了聚合物在溶剂中的溶解性和吸水性。苯基：大共轭芳香环状体，难以弯曲，增加了分子链的刚性，聚合物的机械强度、耐热

3、性、耐化学药品性、耐候性和尺寸稳定性↗，在有机溶剂中的溶解性和吸水性↘。羰基：极性较大，可增加分子间的作用力，使大分子之间靠得紧密些，从而使分子刚性加强。酯基：极性基团，其作用是使聚合物极性加强，使PC较易溶于极性有机溶剂中，较易水解；且PC的电绝缘性能不及非极性的PE。综合分析：苯核和羰基对分子刚性的影响超过醚键对分子柔性的影响，产生以下结果：①PC分子链刚性相当大，且链间有较大吸引力，使分子链间彼此缠结不易解除，分子链间相对滑动困难；致使PC的玻璃化温度较高，Tg=145℃~150℃，熔点也较高，Tm=220℃~230℃。②聚合

4、物在外力作用下不易变形，尺寸稳定性提高；③大分子链取向困难，结晶不易，处于无定形态；④外力强迫取向后，分子链不易松弛，PC制品内的残留内应力难以自行消除。(2)结构与性能的关系异丙基：双酚A型PC分子链易形成较稳定的原纤维状结构，原纤维会成束并混乱交错排列组成疏松的网络，使聚合物内存在大量空隙。在外加载荷作用下，聚合物以原纤维为单位可自由移动，吸收大量外载荷的能量，这种结构特性赋予聚合物很高的抗冲击性能，聚合物的无定形结构也有利于材料韧性，因此，尽管双酚A型PC具有刚性分子链，但却具有优异的韧性。(2)结构与性能的关系双酚A型PC分

5、子链具有对称性和规整性，理论上本应是能够结晶的，但X-ray证明它是无定形结构，材料的高度透明也说明了这一点，Why???由于PC分子链刚性较大，熔融温度和玻璃化温度皆远高于制品成型的模温，使聚合物成型时很快就从熔融温度降低到玻璃化温度之下，完全来不及结晶，只能得到无定形制品。(2)结构与性能的关系双酚A型PC是无色或微黄色透明的刚硬、坚韧固体，带微黄色的材料是由于合成时双酚A纯度不高所致；无味无毒，密度约1.20g/cm3，硬度大于PMMA，作为透明材料，表面不易划伤。(3)性能1.一般性能吸水主要原因：双酚A型PC分子中的极性基

6、团(酯基等)和表面吸附作用；但大分子链上堆砌了大量苯环且极性低，其吸水性在通用工程塑料甚至所有热塑性塑料中都是较小的。双酚A型PC的吸水性小，一般不会影响其制品的尺寸和形状稳定性，因此适于制造精密制品。2.吸水性3.力学性能双酚A型PC是典型的硬而韧聚合物，具有良好的综合力学性能，拉伸、压缩、弯曲强度均相当于聚酰胺6、66，冲击强度高于所有脂肪族聚酰胺和大多数工程塑料，抗蠕变性也明显优于聚酰胺、聚甲醛。力学性能方面的缺点是耐疲劳性较差，缺口敏感性较明显。双酚A型PC具有一定的耐化学药品性，对有机酯、稀无机酸、盐类、油、脂肪烃及醇类都

7、比较稳定；不耐稀碱、浓酸、王水、氯代烃、胺、酮、酯、芳烃及糠醛等，酯基的存在使PC较容易溶于极性有机溶剂，常用的溶剂是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯乙烷。4.化学性能双酚A型PC具有很高的耐热性和耐寒性：长期使用温度可在-100~130℃范围内，脆化温度＜-100℃，甚至在-180℃的低温下，仍具有一定韧性。PC无明显熔点，220~230℃呈熔融状态，比通用塑料的熔点高得多，在320℃以下很少降解，330~340℃出现氧化降解和热降解。5.热性能PC无色透明，透光性高，透光率大于87%，最高可达90%以上；由于折射率高，韧性高，适宜制作精

8、密光学仪器。6.光学性能和耐辐射性PC是良好的紫外光吸收剂，光线贯穿层厚度仅0.8-1.00mm，这对注塑及挤出制品性能影响不太，但对薄膜制品影响颇大，足可引起脆化。当有水存在时或升高温度可以使PC老化加速PC耐候性较好，对热、空气、