高分子材料第三章工程塑料——聚碳酸酯.pptx

第三章工程塑料聚碳酸酯,2,性能,结构,合成,概述,概述,聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）通常多指双酚A型，即2,2-双（4-羟基苯基）丙烷聚碳酸酯。它是具有高透明性、综合机械性能优良、低蠕变、低收缩率，在-170130各种性能稳定，而且难燃自熄的热塑性工程塑料。,目前国内主要长家有：上海燃料化工厂、天津有机化工厂、大连塑料四厂等。,3,4,概述,主要缺点有制品容易产生内应力，存在应力开裂，耐磨耗及耐疲劳性低。,出现了PC/PE、PC/ABS、PC/PMMA等共混合金。,近年来开发出性能优异的新型聚碳酸酯，如卤代双酚A聚碳酸酯、聚酯碳酸酯等。,合成,5,合成,6,合成,1阻燃聚碳酸酯卤代双酚A聚碳酸酯,7,合成,2聚酯碳酸酯,8,合成,3玻璃纤维增强聚碳酸酯,9,结构,聚碳酸酯是由异丙撑基与碳酸酯基交互与苯环相连构成的线形大分子。分子结构对称、规整，重复单元长。,聚碳酸酯大分子以刚为主具有一定柔性，碳酸酯基的极性受芳羟基影响，吸水率不高（约0.05%），但高湿下易水解弊病依然存在。,10,结构,聚碳酸酯分子量的控制,聚碳酸酯分子量控制在34万，低于2万不能作塑料用，大于5万粘度太大，不好加工。,11,结构,由于聚碳酸酯结构规整，大分子能够结晶。,聚碳酸酯晶体属于斜方晶系，晶胞常数=90,a=1.19nm，b=1.01nm,c=2.15nm,每个晶胞中重复链的单元数为8,晶体密度c=1.3g/cm3,聚碳酸酯的密度为1.2g/cm3,聚碳酸酯结晶数量和结晶结构的尺寸，随聚合物分子量的增加而减小，这种效应与聚碳酸酯的分子链刚性和重复单元太长有关。结晶区分子排列方式为：与枢轴链原子相连的甲基伸向相邻链的碳酸酯基的后面，对其起到保护作用。,用普通方法制造的试样的X衍射图形上，并未出现结晶聚合物的特征条纹。有人把分子量为4万的聚碳酸酯溶解，缓慢使溶剂挥发，然后在180加热几天制得的聚碳酸酯膜的X衍射图形上，出现了浊度和结晶特征条纹。,12,13,结构,低于玻璃化温度时自由体积大，在一个宽广温度范围内恢复能力强。当树脂内原纤维含量在20%以下时为含原纤维的无定形玻璃体，若超过20%就成为半结晶体。随结晶度的增加，材料的脆性提高。其最大结晶度可达30%，熔点为225250，玻璃化温度为145150。,性能,聚碳酸酯在室温下平衡吸水率（为0.05%左右）不高，但随环境湿度及时间的延长有增加的趋势。,14,缺口简支梁冲击试验,性能,15,悬臂梁(Izod)冲击试验,两种测试方法中试样的支撑方式不同，简支梁是式样两端平放在砧坐上，用夏氏摆锤背对缺口进行冲击，而悬臂梁是式样竖直放立，下端用钳口锁紧，用阿氏摆正对缺口进行冲击，通常来讲，悬臂梁冲击出来的强度比简支梁要大,16,玻纤增强提高,降低,性能,性能,PC制品的内应力和应力开裂是个较突出的问题。内应力主要是由于在成型过程中强迫取向产生的大分子不均匀构象所造成的。,PC的PV值约为50MPacm/s，是一种中等耐磨材料。添加聚四氟乙烯可降低PC的耐摩擦系数，玻纤增强可以提高PC的耐磨性。PC的疲劳强度低。,17,性能,将PC拉伸、弯曲、冲击试验标准试样进行老化试验，其断裂伸长率随老化时间的延长而迅速降低，但拉伸强度增加，弯曲强度先增加，50天后开始下降，冲击强度25天后明显降低，表现出一定的脆性。,在290nm附近的紫外线作用下，PC将发生光氧化反应而逐渐老化。先表面变黄，最终发生龟裂。,PC受热情况下分子量降低与受热时间的关系：,PC是难燃自熄性材料，氧指数OI=28，火焰呈黄色，熔融起泡，黑烟，有花果味。,18,性能,PC的电性能参数,19,性能,20,性能,2.(2)气化的水会使制品产生银纹和气泡，外观质量变坏。,21,性能,2.(3)PC在成型加工前必须经充分干燥，使其含水率在0.02%以下。,成型材料的预干燥条件,22,性能,低剪切速率，PC的熔休接近非牛顿流体；高剪切速率时(=103s-1），表观粘度随剪切速率的升高稍有降低，降低幅度比尼龙和聚甲醛低得多。,3.流变特点:(1)PC的流动特性曲线,23,性能,PC在加工温度下其表观粘度(为102-103Pas)比较高。PC的表观粘度随温度升高而明显降低。,3.流变特点:(2)PC的粘度的温度依存性,3.流变特点:(3)PC的熔体粘度随分子量的增加而增大：,24,性能,4.(1)PC的成型收缩率一般在0.4-0.8%范围内。由PC的分子量、熔融温度、冷却温度和时间、成型压力和保压时间等因素所决定。,4.(2)增大成型压力可以减小PC制品的比容，减小收缩率。PC的注射成型压力一般为80-120MPa