《包装材料聚碳酸酯》PPT课件.ppt

聚碳酸酯 PC PC PC PC 一 聚碳酸酯概述 二 聚碳酸酯的性质 三 聚碳酸酯的制法 四 聚碳酸酯的加工方法 五 聚碳酸酯的市场应用 六 聚碳酸酯的改性技术 PC 一 聚碳酸酯概述 聚碳酸酯也叫聚碳酸脂 Polycarbonate 常用缩写PC 是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物 根据酯基的结构可分为脂肪族 芳香族 脂肪 芳香族等多种类型 其中 脂肪族和脂肪 芳香族聚碳酸酯的机械性能较低 从而限制了其在工程塑料方面的应用 目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产 由于聚碳酸酯结构上的特殊性 现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料 其分子结构式为 PC化学名 2 2 双 4 羟基苯基 丙烷聚碳酸酯其名称来源于其内部的CO3基团 PC是一种无色透明 或淡黄色透明 刚硬而坚韧的材料 无毒 无味 外观类似于有机玻璃 PC的性能与其大分子的结构特征密切相关 PC大分子主链是由异丙撑基与碳酸酯基交互与苯环相连构成的线性大分子 分子结构对称 规整 重复单元长 苯环是刚性的 碳酸酯基是极性吸水基 虽然具有柔性 但它与两个苯环构成共轭体系 增加了主链的刚性和稳定性 异丙撑基是非极性的吸水基 对称分布的甲基位阻降低 提供主链以柔性 所以PC大分子以刚性为主并具有一定柔性 碳酸酯基的极性受到芳烃基的影响 吸水率不高 约0 05 但依然存在高湿度下易水解的弊病 PC具有规整的结构 大分子能够结晶 但实际上PC的结晶度很低 基本上属无定形聚合物 这可能与其分子刚性和重复单元太长有关 二 聚碳酸酯的性质 化学性质 PC耐稀酸 氧化剂 还原剂 盐 油脂类 脂肪烃 中性油等 不耐紫外光 不耐强碱 物理性质 PC密度 1 20 1 22g cm PC的透明度高达88 以上 折光率约为1 58 适于作光学材料 PC具有优良的保香性 良好的气密性和防潮性 机械性能优良 其突出的冲击韧性是热塑性塑料中最高的 蠕变小 尺寸稳定性好 PC的抗拉强度 刚性 耐磨性以及电绝缘性等也很好 PC具有优良的耐热性和耐寒性 其热变形温度可达130 C 脆化温度为 100 C 可在60 C 130 C下长期使用 PC没有明显的熔点 在220 230 C呈熔融状态 热分解温度在310 C以上 三 聚碳酸酯的制法 1 酯交换法 熔融缩聚法 1 由碳酸烷基苯基酯与双酚A进行酯交换反应而合成聚碳酸酯 其反应方程式为 2 由碳酸二甲酯与双乙酸双酚A酯 BPAC2 进行酯交换反应而直接制得聚碳酸酯 2 光气法 界面缩聚法 将双酚A 氢氧化钠碱液 催化剂 分子量调节剂和溶剂 二氯甲烷或二氯乙烷 于常温常压下通入光气进行界面缩聚制得任意分子量的PC 分子量一般为2 20万 其反应方程式为 光气界面缩聚法合成聚碳酸酯的工艺流程示意图如下 PC可注塑 挤出 模压 吹塑 热成型 印刷 粘接 涂覆和机加工 最重要的加工方法是注塑 成型之前必须预干燥 水分含量应低于0 02 微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽 银丝和气泡 PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力 挤出用PC分子量应大于3万 要采用渐变压缩型螺杆 长径比1 18 24 压缩比1 2 5 可采用挤出吹塑 注 吹 注 拉 吹法成型高质量 高透明瓶子 四 聚碳酸酯的加工方法 包装运输 聚碳酸酯 PC 产品一般采用普通编织袋包装 存放于干燥处 按普通物品贮运 对聚碳酸酯安全性的争议 由于制造聚碳酸酯中需要添加双酚A 而双酚A作为一种化工原料 2008年4月18日已经被加拿大联邦政府正式认定为有毒物质 并严禁在食品包装中添加 所以 聚碳酸酯的安全性是值得注意的问题 PC的主要缺点 成型中制品易产生内应力 并易应力开裂 一般不适宜成型带金属嵌件的制品 制品成型后经过热处理可消除内应力 PC的耐疲劳强度也较差 其薄膜热封时 封口部分的强度降低并易起泡 PC不耐碱 胺 酮 酯 芳香烃 在很多有机溶剂或蒸汽中溶胀 并导致应力开裂 能被二氯甲烷 二氯乙烷 甲酚等溶解 PC的应用开发是向高复合 高功能 专用化 系列化方向发展 目前已推出了光盘 汽车 办公设备 箱体 包装 医药 照明 薄膜等多种产品各自专用的品级牌号 PC板材具有良好的透光性 抗冲击性 耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能 使其比建筑业传统使用的无机玻璃具有明显的技术性能优势 1 用于建材行业 五 聚碳酸酯的市场应用 2 用于汽车制造工业 随着航空 航天技术的迅速发展 对飞机和航天器中各部件的要求不断提高 使得PC在该领域的应用也日趋增加 据统计 仅一架波音型飞机上所用聚碳酸酯部件就达2500个 单机耗用聚碳酸酯约2吨 3 用于生产医疗器械 由于聚碳酸酯制品可经受蒸汽 清洗剂 加热和大剂量辐射消毒 且不发生变黄和物理性能下降 因而被广泛应用于人工肾血液透析设备和其他需要在透明 直观条件下操作并需反复消毒的医疗设备中 如生产高压注射器 外科手术面罩 一次性牙科用具 血液分离器等 PC具有良好的抗冲击 抗热畸变性能 而且耐候性好 硬度高 因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件 其主要集中在照明系统 仪表板 加热板 除霜器及聚碳酸酯合金制的保险杠等 PC 4 用于航空 航天领域 5 用于电子电器领域 由于聚碳酸酯在较宽的温 湿度范围内具有良好而恒定的电绝缘性 是优良的绝缘材料 聚碳酸酯树脂主要用于生产各种食品加工机械 电动工具外壳 机体 支架 冰箱冷冻室抽屉和真空吸尘器零件等 6 用于光学透镜领域 聚碳酸酯以其独特的高透光率 高折射率 高抗冲性 尺寸稳定性及易加工成型等特点 在该领域占有极其重要的位置 采用光学级聚碳酸配制作的光学透镜可用于照相机 显微镜 望远镜 电影投影机透镜 复印机透镜等 此外 还可以作为眼镜的镜片材料 7 用于光盘的基础材料 聚碳酸酯以其优良的性能特点而成为世界光盘制造业的主要原料 目前世界光盘制造业所耗聚碳酸酯量已超过聚碳酸酯整体消费量的20 其年均增长速度超过10 8 用于包装领域 由于聚碳酸酯制品具有质量轻 抗冲击和透明性好 用热水和腐蚀性溶液洗涤处理时不变形且保持透明的优点 目前一些领域PC瓶已完全取代玻璃瓶 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 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 六 聚碳酸酯的改性技术 1 玻纤增强PC技术在PC树脂中加入2O 40 的玻璃纤维后 机械强度和弹性模量能提高2 3倍 硬度提高20 30 耐应力开裂提高6 8倍 热膨胀率和蠕变下降到原来的1 3