《高分子复合材料》课件-2.14 聚碳酸酯树脂的结构与性能

聚碳酸酯树脂的结构与性能PC是一种无味无臭无毒透明的无定形热塑性聚合物其密度为1.2g/cm3吸水率小于0.2%燃烧缓慢，离火自熄，燃烧时熔融起泡，伴有腐烂花果臭气味。聚碳酸酯（PC）聚碳酸酯的结构由于主链中存在柔软的碳酸酯基和刚性的苯环，使PC大分子结构显示出刚柔相济的特性。亚苯基构成了主链上的刚性部分，使PC呈现出较高的力学强度，耐热性及较高的尺寸稳定性聚碳酸酯的结构但亚苯基的存在阻碍了大分子的取向和结晶，当外力强迫取向后又不易松弛，造成残余内应力难以消除，易引起制品产生应力开裂现象。氧基则是链段容易围绕其单键发生内旋转，赋予大分子链一定的柔性。这正是PC具有较高冲击强度的原因之一。酯基是极性基团，因而削弱了PC在有机溶剂中的稳定性使其易溶于极性有机溶剂。聚碳酸酯的结构PC大分子链具有对称性、规整性，理论上具有结晶能力，但由于PC大分子链刚性大，玻璃化温度高于制品的成型模温，成型中，熔体温度很快降低到玻璃化温度以下完全来不及结晶而成为无定形制品，因而一般认为，PC型结构具有较好的透明性，可作为透明材料使用。聚碳酸酯的主要性能一、力学性能PC是典型的硬而韧的聚合物，力学性能优良，尤为突出的是它的冲击强度，高于PA3倍，属于冲击强度优异的工程塑料品种。它的冲击强度受相对分子质量的影响较大，当相对分子质量小于2万时，冲击强度很低，没有使用价值，随着相对分子质量增大，冲击强度上升，在3万左右出现峰值，此后随其增大，反而有所下降。力学性能PC的刚性大，蠕变值很小，具有良好尺寸稳定性，性能优于PA和POM。PC的不足之处是疲劳强度和耐磨性一般，较易产生内应力而引起应力开裂。热性能二、热性能PC的熔点约为150℃，熔融温度为220℃~230℃，分解温度在320℃以上，长期工作温度可高达120度，短期使用温度可达140℃，同时它具有良好的耐寒性，脆化温度低达-100℃，甚至-180℃的低温下也不会像玻璃那样破碎。化学性能三、化学性能PC对热、氧、大气和紫外线具有良好的稳定性。但长期在室外使用或受强烈光照下，表面也会变暗，失去光泽，泛黄甚至产生龟裂。通常在成型加工时可加入抗氧剂1076和紫外线吸收剂UV-P等稳定化助剂以提高它的耐候性。PC耐无机和有机的稀酸溶液，食盐溶液，饱和溴化钾等，尤其以耐油性优良。PC不耐碱液、浓硫酸、浓硝酸、王水、和糠醛等。PC分子结构中含有酯基，易于和极性有机溶剂作用。光学性能四、光学性能纯净的PC，无色透明，具有良好的透过可见光的能力，可作为透明塑料应用。可见光透过率跟制件厚度有关，制件厚度减小，透过率增大。此外，应注意波长290nm附近的紫外线会引发PC光氧化反应而导致逐渐老化。如长期在户外环境中使用，需加入紫外线吸收剂以提高防老化性能。成型加工性能五、成型加工性能PC正常使用吸水率为0.18%，是通用工程塑料中较小的。尽管其吸水率不大，但由于酯基易发生高温水解，在成型加工温度(225-300℃)下，微量的水分也能导致降解放出CO2等气体，产生变色，相对分子质量急剧下降，制品表面出现银丝、气泡等。因此PC在成型前必须进行干燥，使其水分含量降低到0.03%以下，通常干燥温度应控制在135℃以下，干燥时间因干燥方法不同而异。刚性大、粘度高PC大分子链刚性大，其熔体粘度高，流动特性接近牛顿流体，既溶体粘度，受剪切速率的影响较小，对温度变化敏感。因此，成型加工中常用温度来调节熔体的流动性，并需采用较高的成型压力。PC熔体冷却时收缩均匀，成型收缩率小，一般在0.4%~0.8%的范围内。通过正确控制熔体温度、模具温度、注塑压力和保压时间等工艺条件，可制得尺寸精度较高的制品。热处理热处理可减少PC在成型加工中产生的内应力，提高其拉伸强度、弯曲强度、硬