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文档简介
PC树脂的材料特性和成型工艺聚碳酸酯(PC)树脂是一种性能优良的热塑性工程塑料,具有突出的抗冲击能力,耐蠕变和尺寸稳定性好,耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良,是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品,也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域,随着改性研究的不断深入,正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。PC树脂的应用与发展:70年代PC多用作连接器、开关等电气、电子零件,到80年代前半期应用扩展至精密机械(照相机、钟表)、电动工具和光学机械上,成为PC的第一发展期。80年代后半期PC的应用进一步扩大到办公设备、汽车、激光唱片(CD),需求量大增而成为第二个发展期。进入90年代以后受经济影响速度放缓,但在19921994年间仍有1015的增长率。PC之所以有大的市场容量是由于它具有比较全面平衡的性能优良的耐冲击性、耐热性、尺寸稳定性、透明及自熄性等,因此在电气、电子、精密机械、汽车、保安、医疗等领域成为可广泛使用的工程塑料。90年代中期又开发出PC/ABS合金的复合化技术,更扩大了应用领域。目前PC广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域,随着改性研究的不断深入,正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。PC合金改性PCABS合金:PC与ABS共混物可以综合PC和ABS的优良性能,提高ABS的耐热性、抗冲击和拉伸强度,降低PC成本和熔体粘度,改善加工性能,减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性。目前PCABS合金发展迅速,全球产量约为80万吨/年左右,世界各大公司纷纷开发推出PCABS合金新品种,如阻燃、玻纤增强、电镀、耐紫外线等品种,尤其是在汽车工业中得到广泛应用,另外还广泛应用于计算机、复印机和电子电气部件等。我国近年来也开始一定研究和生产,如上海杰事杰公司的PCABS合金材料已应用于汽车装饰件、灯壳和耐热电器壳体;中科院长春应用化学所开发的高耐热、高耐热高抗冲、高耐热阻燃三个品级的PCABS合金材料已被国内数家汽车制造公司使用,用做前装饰板、仪表板及物品箱盖专用料等。兰州大学研究在PCABS共混体系中加入高压聚乙烯进行增容改性,得到混合物流动性好且低温韧性与模量几乎不受影响,适用于制作薄壁板材;国内研究人员为了降低PCABS两相之间的界面能,在PC和ABS中加入抗冲击剂MBS,合金的空冲击度可以达到极高值,PCABSMBS外观呈象牙白、质地均匀、手感极佳。PCPS合金:该合金为部分兼容、非晶非晶体系。在PC中加入PS可以降低PC粘流活化能,从而改善PC的加工流动性,加入少量的PS可使PC熔体粘度大幅度下降,PS在PC中还可以起到刚性有机填料的作用,PC与PS均为透明材料,二者折射率非常接近,因此PCPS合金透明,具有良好的光学特性。PCPS合金组成对合金力学性能、热性能和加工性能影响较大,随着PS含量的增加,PCPS体系的流动性增加,硬度、拉伸强度和冲击强度提高,而热变形温度下降。当PS含量在某一值时候,冲击强度和拉伸强度出现极大值。因此选择合适的PC和PS配比,可以制得高性能的PCPS合金。另外增容剂对PCPS共混体系的性能有较大影响,通常选用苯乙烯,通过在PC末端引发双键接枝苯乙烯,得到接枝聚合物对PCPS共混体系有增容作用,可以大大提高PC与PS兼容性,这种材料适合制作光盘等。近年来PCPS合金应用范围不断扩大,新品种不断涌现,如日本推出的PCPS合金Novally x 7000, 同ABS一样,易上漆及进行油墨印刷;日本出光石化推出不合卤素的PCPS阻燃合金系列,与阻燃ABS相比,具有韧性高、流动性好、刚性高、阻燃性好等特点。PCPBT合金:PBT具有优异的力学性能、耐化学腐蚀及易成型等特点,将PBT与PC共混制得合金材料可以提高PC流动性、改善了加工性能和耐化学药品性。由于PBT是结晶聚合物,与PC共混时易发生相分离,界面粘结不好,因而其冲击韧性不理想,通常加入一定量弹性体以提高共混物的冲击强度。如热塑弹性体乙烯甲基丙烯酸酯共聚物的锌盐,对PCPBT共混体系起到增容增韧作用。另外加入一些结晶成核剂可以提高共混体系结晶度;在PCPBT共混体系中加入少量低压聚乙烯,可以提高共混物的流动性,对共混体系起增韧作用,并可改善合金的外观;在PCPBT中加入乙烯乙酸乙烯酯共聚物可以进一步增强兼容性并提高耐冲击强度;PC与PBT之间发生酯化反应,可以提高其兼容性,日本科研人员用PC和PBT在酯交换催化剂存在下,制得PCPBT共混物,综合性能良好,而且具有较好透明性;用与PC折光率相近的玻璃纤维增强PCPBT,不但体系综合性能优良,且透明性好,可以做玻璃代替材料。目前国外PCPBT合金产品主要用于汽车保险杠、包装薄膜材料、汽车底座和座位等。PCPET合金:PET具有较好的力学性能和耐化学药品性,PCPET既有PC的刚性和耐热性,又有PET的耐溶剂性,而且PET的加入还能改善PC的加工流动性。国内研究人员发现,当PCPET比例为13的时候,两相之间形成了界面层,此时PCPET兼容性最好。另外PC与PET发生酯交换反应是提高兼容性最好的办法之一,其中催化剂种类选择对反应影响非常大,通过研究发现镧系催化剂与传统的催化剂(如钛类)相比有较高的催化活性,而且没有副反应,同时发现酯交换反应主要发生于两相界面处。在PCPET共混体系中,加入弹性体如聚丙烯酸丁酯,可以提高合金的韧性和抗冲击强度。 目前关于PC合金的研究与开发日新月异,还有多种PC合金不断被开发并推向市场,尤其是聚酯共混改性PC,如PETPCL(由乙二醇、低分子量聚己内酯和对苯二甲酸共聚而成的多嵌段共聚酯)与PC共混改性;由1,4环已烷二甲醇、乙二醇和对苯二甲酸制的聚酯与PC共混改性,可以明显提高PC弯曲弹性模量、拉伸强度等;聚己内酯以玻璃纤维作为增强材料,用酯交换催化剂促进聚己内酯与PC进行共混改性,可以得到加工性能好、高刚性的透明材料;聚(1,4环己烷二甲酸1,4环己烷二甲醇)酯改性PC,可以明显改善PC的透明性和耐黄变性能,可以用作光盘材料;液晶聚酯改性PC,可以用来改善PC的熔融加工性能和力学性能。应用领域拓展 随着PC合金材料的研究不断进展,PC的应用范围不断扩大,以下简要介绍一些国内PC极具开发前景的应用领域。宽波透光的光学器械:作为一种透明性能良好的工程塑料,PC作为光盘基材在全球大量使用, 不仅可以制备CD、VCD、DVD光盘,还可以适用于高密度记录光盘的基材,尤其是PC与苯乙烯接枝生成的共聚物具有极佳的应用效果。PC片材特别适宜于制作眼镜镜片,在PC分子链中引入硅氧基团,可以提高其硬度及耐擦伤性。PC作为高折射率塑料,用于制作耐高温光学纤维的芯材,若在PC分子链中的CH链为CF链所取代,则可以对可见光的吸收减少,能有效降低传递途中的信号损失。另外PC良好透光性,在透明窗材高层建筑幕墙、机场和体育场馆透明建筑材料等方面应用非常普遍和具有潜力,今后重点是提高表面硬度和抗静电性。阻燃环保的通信电器:由于PC良好电绝缘性能,广泛应用于通信电信设备领域, 目前PC已经大量替代原有的酚醛塑料,今后重点开发阻燃PC用于通信电器领域中,因此无污染阻燃PC材料成为开发重点,溴系阻燃剂由于毒性在减少使用,而无卤环保磷系阻燃剂会明显降低PC的热变形温度和冲击强度,因此比较适宜的是有机硅系阻剂。另外随着通信电器轻量小型化对PC材料提出更高要求,目前PCABS合金就特别适宜在通信电器及航空航天工业中应用。表面金属化的汽车部件:PC表面金属化后具有良好的金属光泽及高强度,广泛应用于各种汽车零部件中,但是电镀过程中会降低它的冲击韧性,因此采用弹性体与PC共混改性,所合弹性体分散了致开裂应力,虽经电镀也不会降低其冲击韧性,因此电镀级PC树脂非常具有开发前景。另外表面金属化的PC还可以作为电磁波的屏蔽材料,应用于计算机中。低残留有害物的食品容器:工业合成PC是双酚义型,由于合成时有微量未反应的单体双酚A残留在树脂中,在作为饮用水桶和食品容器时,易被溶出而影响人们身体健康,因此要开发卫生级的PC树脂,用作饮水桶和其它食品容器的生产与使用,国内应用前景非常看好。防开裂脆化的医疗器械:PC具有诸多优异性能,目前已应用于医疗器械中,由于其耐化学品性较差,在化学药品存在下易引起内应力开裂,如PC在人工透析器、人工肺等医疗器械中应用要解决高温消毒导致裂纹的老化现象,若克服这些缺点,PC在医疗器械中应用可迅速扩大。PC树脂的材料性能PC(聚碳酸酯)是一种无色透明的工程塑料,具有极高的冲击强度,宽广的使用温度范围,良好的耐蠕变性、电绝缘性和尺寸稳定性、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性;且收缩率很低,一般为0.1%0.2%。PC有很好的机械特性,但流动特性较差,因此这种材料的注塑过程较困难。在选用何种品质的PC材料时,要以产品的最终期望为基准。如果塑件要求有较高的抗冲击性,那么就使用低流动率的PC材料;反之,可以使用高流动率的PC材料,这样可以优化注塑过程。PC的最大特征是非晶型透明塑料,成型后的尺寸稳定性好,从低温到高温均能保持稳定的机械强度,它的拉伸与形变特性比较接近金属材料,存在着明显的弹性极限。因此PC作为结构材料应用时的强度计算可以参照金属材料的公式,在PC的开发初期曾大量用作代替金属的轻量化透明材料。PC树脂的成型工艺:PC树脂的工艺特点1、聚集态特性属于无定型非结晶性塑料,无明显熔点,熔体黏度较高。玻璃化温度140150,熔融温度215225,成型温度250320。2、在正常加工温度范围内热稳定性较好,300长时停留基本不分解,超过340开始分解,粘度受剪切速率影响较小。3、流变性接近牛顿性液体,表观黏度受温度的影响较大,受剪切速率的影响较小,相对分子质量的增大而增大。PC分子链中有苯环,所以分子链刚性大。4、PC的抗蠕变性好,尺寸稳定性好;但内应力不易消除。5、PC高温下遇水易降解,成型时要求水分含量在0.02%以下。6、制品易开裂。PC树脂的成型工艺控制在成型加工上,水分控制及成型加工条件之选择是影响成型品质最重要的两个因素,兹分述如下:A、水分控制 PC类塑胶即使用遇到非常低之水分亦会产生水解而断键、分子量降低和物性强度降低之现象,因此在成型加工前应严格地控制PC树脂之水分在0.02%以下,以避免成型品的机械强度降低或表面产生气泡、银纹等异常外观。为避免水分所产生异常之情况,聚碳酸脂在加工前,应先经热风干燥35h以上,温度定为120,或者用除湿干燥机来处理水分。B、原料选择 为满足各种成型工艺的需求,PC树脂有不同熔体流动速率的规格。通常熔体流动速率介于525g/10min都可适用于注塑成型。但是其最佳加工条件因注塑机种类、成型品之形状以及PC树脂规格不同而有相当之差异,应根据实际情况加以调整。C、注塑机选择要点 锁模压力:以成品投影面积每cm2*0.470.48T(或每平方寸*35T)机台大小:成品重量约为注塑机容量的4060%为最佳,如机台以PS来表示容量(盎斯)时,需减少10%,始为使用PC之容量,(1盎斯=28.3公克)。螺杆:螺杆长度最少应有15个直径长,其L/D为20:1最佳,压缩比宜1.5:1至30:1。螺杆前端之止流阀应采用滑动环式, 其树脂流动间隙最少应有3.2mm。喷嘴:尖端开口最少有4.5mm直径。若成品重量为5.5kg以上,则喷嘴直径应为9.5mm以上,另外,尖端开口需比浇口直径少0.51mm,且段道愈短愈好,约为5mm。D、成型条件要点:熔融温度与模温:最佳的成型温度设定与很多因素有关,如注塑机大小,螺杆组态、模具及成型品的设计和成型周期等。一般而言,为了让塑料渐渐在熔融,在料管后断/进料区设定较低的温度,而在料管前段设定较高的温度。但若螺杆设计不当或L/D值过小。逆向式的温度设定亦可。模温方面,高模温可提供较佳的表面外观,残留应力也会较小,且对较薄或较长的成型品也较填满;而低模温则能缩短成型周期。螺杆回转速度:在4070rpm较佳,但需视机台与螺杆设计而调整。注射压力:根据制品壁厚程度可采取85140kg/cm2。背压:一般设定愈低愈好,便为求进料均匀,建议使用314kg/cm2。注射速度:射速度浇口设计有很大关系。使用直接浇口或边缘浇口时,为防止日晖现象和波流痕现象,则应用较慢这射速,另外,如成品厚度在5mm以上,为避免气泡或凹陷慢速射出会有帮助。一般而言,射速原则为薄者快,厚者慢。从注塑切换到保压,保压要尽量低。以免成型品发生残留应力。而残留应力可用退火方式来解除或减轻,条件是120130约三十分钟至一小时。料筒清扫1、在PC树脂的成型温度下,加入清洗料(通用级聚苯乙烯或透苯),连续射出二十至三十次。2、将射台后退,连续将清洗料空射,直至射出的清洗料开始膨胀起泡。3、将料筒温度重新设定到200至230。4、继续将清洗料空射,直到清料熔胶温度达到260且外表看起来很干净透明。3 聚碳酸酯 3.1 简介 聚碳酸酯是一种无味、无臭、无毒、透明的无定形热塑型材料,是分子链中含有碳酸酯的一类高分子化合物的总称,简称PC。一般结构式可表示,由于R基团的不同,它可分为脂肪族类和芳香族类两种。但因制品性能、加工性能及经济因素等的制约,目前仅有双酚A型的芳香族聚碳酸酯投入工业化规模生产和应用。双酚A型聚碳酸酯是目前产量最大、用途最广的一种聚碳酸酯,也是发展最快的工程塑料之一。 双酚 A型聚碳酸酯(Bisphenol A type Polycarbonate,简称PC)的结构式因其具有优良的冲击强度、耐蠕变性、耐热耐寒性、耐老化性、电绝缘性及透光性等,广泛应用于电气电子零部件、机械纺织工业零部件、建筑结构件、航空透明材料及零部件、泡沫结构材料等。随着汽车行业和电子行业的迅猛发展,近年来对PC的需求空前高涨,世界消费能力已达l100kt/a,其中国内PC消费也已达60kta。 目前PC的生产厂主要分布在美国、西欧和日本,其中,GE塑料公司、Bayer公司和Dow化学公司的生产能力占世界总生产能力的80以上。 我国PC的研制开发工作始于1958年,由沈阳化工研究院首先开发成功;发展至今,所有工艺路线均以光气为起始原料,生产规模较小。PC作为一类综合性能优越的工程塑料,应用范围越来越广。但它也存在一些缺点:如加工流动性差,易于应力开裂、对缺口比较敏感以及耐磨性欠佳等。但随着PC的生产工艺和改性技术的进步,这些方面逐步得到了改进,因此PC在越来越多的领域中得以应用。 3.2 聚碳酸酯的合成技术 PC的早期工业化生产方法有酯交换法和溶液光气法两种,这两种工艺现在基本不再使用。目前在工业生产中采用的主要是接口光气法。由于光气毒性大,同时二氯甲烷和副产品氯化钠对环境污染严重,故20世纪90年代以来非光气法工艺发展迅速,1993年第一套非光气法装置在日本投产。 3.2.1 接口光气法 接口光气法工艺先由双酚A和50氢氧化钠溶液反应生成双酚A钠盐,送入光气化反应釜,以二氯甲烷为溶剂,通入光气,使其在接口上与双酚A钠盐反应生成低分子聚碳酸酯,然后缩聚为高分子聚碳酸酯。 反应在常压下进行,一般采用三乙胺作催化剂。缩聚反应后分离的物料、离心母液、二氯甲烷及盐酸等均需回收利用。该法工艺成熟,产品质量较高。 3.2.2 溶液光气法 溶液光气法工艺是将光气引入含双酚A和酸接受剂(加氢氧化钙、三乙胺及对叔丁基酚)的二氯甲烷溶剂中反应,然后将聚合物从溶液中分出。GE公司曾在其美国的第一套装置中使用此工艺。此工艺经济性较差,与接口光气法相比缺乏竞争力。 3.2.3 普通熔融酯交换法熔融酷交换法工艺是以苯酚为原料,经接口光气化反应制备碳酸二苯酯(DPC) 碳酸二苯酯再在催化剂(如卤化锂、氢氧化锂、卤化铝锂及氢氧化硼等)、添加剂等存在下与双酸A进行酯交换反应得到低聚物,进一步缩聚得到PC产品。 酯交换法生产成本比接口光气法低,但该工艺存在的一些缺陷,阻碍了其工业化应用。如产品光学性能差、分子量范围有限、催化剂存在污染等。目前Bayer公司仍在对该工艺继续进行研究,试图用电解法从副产物氯化钠中回收氯,并将氯循环用于制光气。 3.2.4 非光气熔融法工艺 由于光气法毒性大、污染严重,近年来不用光气法生产聚碳酸酯的新工艺已研究成功,并实现了工业化,这是聚碳酸酯工业生产的一大突破。与普通熔融酯交换法的不同之处是,非光气熔融法工艺不使用剧毒的光气生产碳酸二苯酯,而是用碳酸二甲酯(DMC)和苯酚进行酯交换反应生产碳酸二苯酯 碳酸二苯酯再和双酸A缩聚得到聚碳酸酯。 此工艺中的原料碳酸二甲酯的生产方法一般采用意大利埃尼公司的专利,以甲醇、一氧化碳和氧气为原料经氧化羰基化制得。GE公司在日本、西班牙分别建设了规模40kt/a和130kt/a的非光气法聚碳酸酯生产装置。 非光气熔融法工艺不使用剧毒光气,有利于环境保护,产品更适合于生产高附加值的光盘。生产过程中,甲醇和苯酚循环使用,降低了原料成本。与接口光气法相比,非光气熔融法工艺在投资和生产成本上更具优势。 3.3 聚碳酸酯合成技术研究动态 聚碳酸酯的合成技术已从光气法向非光气法转移。非光气法制备PC的几种工艺路线所示:其中, (1)甲醇氧化羰基化法合成碳酸二甲酯 (2)碳酸二甲酯酯交换法合成碳酸二苯酯 (3)酚氧化羰基化法合成碳酸二苯酯 (4)双酚A氧化羰基化法合成聚碳酸酯 甲醇氧化羰基化法合成碳酸二甲酯及碳酸二甲酯酯交换法合成碳酸二苯酯技术已实现工业化。目前,各大公司纷纷投入大量的精力研究苯酚氧化羰基化法合成碳酸二苯酯和双酚A氧化羰基化法合成聚碳酸酯技术。 3.3.1 苯酚氧化羰基化法合成碳酸二苯酯 此工艺直接用苯酚和CO及空气(O2)进行氧化羰基化反应生成DPC,其反应方程式 该法原料来源广泛、价廉,不用光气、三6废少,是DPC合成技术的发展方向。国外从20世纪70年代至今对其研究一直非常活跃。美国通用电气公司和拜耳公司、日本GE塑料公司等都把研究焦点集中于羰基化法,并发表了大量专利报道。 在国外的许多专利中,该反应的工艺条件要求较高,必须在高压反应釜中进行,反应压力为0.66.0MPa,也可以用空气代替氧气,反应温度100150左右,反应时间控制在3h左右。该反应的关键在于选择高活性催化剂。 在催化剂的研究中,具有代表性的是碱土金属化合物(如MgCl2)和过渡金属化合物(如Pd、Mn、Cs、Ti、Rh、Ce、Pt、Co等的卤化物、醋酸盐)两大类,其中Pd或Pd盐添加不同助剂(如锰或钴盐等)研究得最多,苯酚的转化率从百分之几到百分之几十不等。 羰基化法选用的催化剂包括钯或钯的化合物(A)、三价或四价铈化合物(B)、季铵盐或季磷盐(C)、醌或还原产物(如芳香族二醇)(D)及任一种碱金属或碱土金属卤化物(E),采用两种催化体系,即A、B、E或A、B、C、D。在催化剂中采用不同的卤化物,也会使收率发生变化。该专利中最高收率为8.7。在一些文献报导中,羰基化法选用的催化剂包括具有催化活性的金属钯或化学结合状态的钯、一种无机助催化剂(以钴盐和席夫碱形成的钴的配合物形式)、以及季铵或卤化磷,单程收率23.8%.另据报道,Bayer公司以溴化钯作催化剂,季铵盐、有机钴盐等为助剂,DPC收率达46;此外还对连续化生产 DPC工艺进行了研究。 尽管在催化剂、工艺条件等技术问题上尚有待于进一步研究,但可以相信在不久的将来,该技术将实现工业化。 3.3.2 双酚A氧化羰基化法合成聚碳酸酯 与其它方法相比,羰基化法直接合成聚碳酸酯更具有吸引力。该法以双酚A为原料,选择第B族金属(如钯)或其化合物为主催化剂,配合无机(如Se、Co等)和有机(如三联吡啶、喹啉、醌等)助催化剂,并加入提高选择性的有机稀释剂,在一定温度和压力下,通人CO和O2进行羰基化反应而制得PC。据报道日本国家材料和化学研究院(MCR)已用羰基化法成功地合成了分子量为5000的PC,该预聚体进一步聚合可制得商业级PC。羰基化法合成聚碳酸酯工艺具有毒性小、无污染、产品质量高等优点,是世界各国争相研究的热点,但尚未见国内羰基化法合成DPC及PC的研究报道。 3.4 聚碳酸酯改性技术 虽然PC具有良好的综合性能;但它也存在着加工流动性差、易应力开裂、磨损、老化和耐化学性较差等缺陷,并且其价格居五大工程塑料之首,因而限制了它的进一步推广应用。为了改善PC产品的使用性能,国内外广泛开展了PC的改性研究工作。除采用共聚改性,生产非双酚A型聚碳酸酯外,另一改性的主要途径是采用无机材料填充增强或与其它树脂掺混等方法来提高和改进PC的性能,拓宽它的应用范围。 3.4.l 玻纤增强PC技术 在 PC树脂中加入2O40的玻璃纤维后,机械强度和弹性模量能提高23倍,硬度提高2030;耐应力开裂提高68倍,热膨胀率和蠕变下降到原来的13,其产品可在130140下长期使用。但不足之处是增强后冲击韧性下降,透明度消失。 Dow化学公司开发出一种新的高流动性(熔体指数为15)玻纤增强PC,其牌号为Calibe 510515,可用于注射成型汽车薄壁制件。 3.4.2 聚碳酸酯合金(共混)技术 聚碳酸酯是优良的工程塑料,具有冲击强度高,电绝缘性能优良,制品尺寸稳定性好,使用温度范围宽等优点。不足之处是易于发生应力开裂,对缺口敏感,耐磨性欠佳以及加工时流动性差。国外在 PC的改性方面的报导很多,研制出了多种PC合金,如 PCABS, PCPBT, PCPET、 PCPE, PCPMMA, PC/PA等。 3.4.2.1 不同类型的PC共混 以各种双酚(双酚A除外)或其衍生物为单体所制得的各种聚碳酸酯,由于比双酚A型PC具有更高的使用温度、韧性或难燃性而颇受重视。若将这些新型PC与双酚A型PC共混,性能可以互补,获得良好的改性效果。例如:4-溴代双酚A(TBBPA)或4-氯代双酚A(TCBPA)和双酚A(BPA)一起与光气反应可以制取共缩聚聚碳酸酯。此种共缩聚产物耐燃性优良,所以使之与双酚 A型 PC共混可以改善PC的耐燃性,共缩聚物中TBBPABPA=(4O30)(607O),共混物中共缩聚含量一般以3O10为宜,当超过3O后,使冲击强度下降,以致不能作为工程塑料应用。晨光化工研究院用4-溴代双酚A、三溴代苯酚和光气经接口缩聚制得含溴聚碳酸酯齐聚物,再由310含溴聚碳酸酯齐聚物与9O%97%的通用级PC共混,也得到自熄性聚碳酸酯,当前者含量达到10%时,难燃等级相当于 UL94 VO,如再加入少量 Sb2O3还能进一步提高其难燃性。 3.4.2.2 PC/ABS合金 这是一种异质多相体系,综合了ABS和PC两者的优良位能,一方面可提高ABS的耐热性、抗冲击性和拉伸性能代替ABS用于高性能领域;另一方面可降低PC的成本和熔体粘度提高流动性,改善其加工性能,减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性,代替PC用于薄壁长流程的制品加工是一种性能全面的聚合物合金。 PCABS合金的微观结构非常复杂,其性能取决于原料的型号、配比、共混方式和条件、成型方法和条件、后处理等因素,而其性能与微观结构有密切的关系,当PC含量较高时,PC呈连续相,共混物制品具有较高的力学性能;当PC、ABS皆为连续相时,则形成高阻尼和低冲击性能;而当ABS为连续相时,主要体现ABS的性能。 PC/ABS合金在6O年代就实现了工业化,国外在这方面做了很多的工作,已经形成了PCABS系列合金,有阻燃级、电镀级、耐紫外级和高流动级等。如德国Bayer公司开发的阻燃级产品Bayblend,美国 GE公司的不含卤素的自熄性产品 Cycoloy-2OOO,日本帝人化成公司开发的电镀级MK-100OA, GE公司的高流动级Cycoloy-1950。几种PCABS合金的主要性能指针。 3.4.2.3 PC/PBT合金 PC、PBT同属线型芳香族聚酯,它们的化学结构相近,因此兼容性较好,可以任何比例掺混,所得合金克服了PBT耐热性差、耐冲击性低、缺口冲击强度不高的缺点,同时弥补了PC的耐化学品性能差、成型加工性差和耐磨性欠佳的不足。PC/PBT合金的主要用途是制造保险杠、汽车门把手、汽车车身侧板、电气、电子设备部件等。PBT含量高时,耐化学药品性提高,耐热变形温度、冲击强度降低,这些性能在PC成分的含量在70%8O以下时发生急骤变化。因此兼顾耐热性、耐化学药品性等多种性能,PBT的含量在2030为宜。PCPBT合金也已系列化,国外的主要牌号有:美国GE公司的Xenoy,LexanValox344和50O系列;Bayer公司的Pocan和Makroblend;BASF公司的Ultrablend;Cenanese公司的XBR和帝人化成公司的等。 3.4.2.4 PCPE合金 该合金是专为改善PC的缺口冲击强度而设计的。PE是产量最大的一种通用塑料,具有较好的加工性能,且价格低廉。但PC与PE的兼容性不太好,共混时,如果不充分混炼,极易导致明显的分层。为了得到两组分良好分散且不发生相分离的稳定的PCPE共混体系,应当选用合适的加工工艺。一般PE的含量不超过30,这样使PE成为分散相,这种共混体系的冲击强度可为PC的34培,耐沸水性、耐热老化性、耐候性均优于纯PC。 PCPE合金适用于制作餐具、容器、机械零件、电工零件以及安全帽等防护用品。美国GE公司和日本的帝人化成公司分别开发了各自的PCPE合金Lexan和。Panlite 。 3.4.2.5 其它PC系合金 PC与氟树脂(如聚四氟乙烯微粉)共混,既保持PC优良的耐热性、尺寸稳定性以及注射成型性,又改善了其耐磨性。氟树脂的加入起到了内润滑作用,提高了PC的耐磨性并降低了磨擦系数,如加入微细的聚四氟乙烯粉末可使PC的耐磨性提高5倍。PC与氟树脂的共混物
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