聚碳酸酯(PC)的各种性能及其成型特性(个人总结含图表)

•聚碳酸酯(PC)的性能

聚碳酸酯［PC］是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，这些基团可以是芳

香族，可以是脂肪族，也可以两者皆有。双酚A型PC是最重要的工业产品。双酚A型PC是一种无定

形的工程塑料，具有良好的韧性、透明性和耐热性。碳酸酯基团赋予韧性和耐用性，双酚A基团赋予高

的耐热性。而PC的一些主要应用至少同时要求这两种性能。表2-30列出了通用级聚碳酸酯的性能。

表2-30通用级聚碳酸酯的性能

性能数值性能数值

拉升强度/MPa60-70玻璃环转变温度/C150

拉伸率隔)60-130熔融温度/℃220-230

弯曲强度/MPa100-120比热容/["(&℃)]1.17

热导率/[W/(m

弯曲弹性模量/GPa0.24

.'C)]

线膨胀系数/

压缩强度/MPa80-905-7

(xlO-5/*C)

热变形温度

简支梁冲击强度(缺口)/(kj/m2)50-70130-140

(1.82MP«)/C

布氏硬度150-160热分解温度/C>340

106周期10.5

疲劳强度/MPa催化温度/C-100

107周期7.5

力学性能

聚碳酸酯的缺点是耐疲劳强度较低，耐磨性较差，摩擦因数大。聚碳酸酯制品容易产生应力开裂，

内应力产生的原因主要是由于强迫取向的大分子间相互作用造成的。如果将聚碳酸酯的弯曲试样进行挠

曲并放置一定时间，当超过其极限应力时便会发生微观撕裂。在一定应变下发生微观撕裂时间与应力之

间的关系依赖于聚碳酸酯的平均相对分子质量。如果聚碳酸酯制品在成型加工过程中因温度过高等原因

发生分解老化，或者制品本身存在缺口或熔接缝，以及制品在化学气体中使用，那么，发生微观撕裂的

时间将会大大缩短，其极限应力值也将大幅度下降。

热性能

聚碳酸酯的耐热性较好，未填充聚碳酸酯的热变形温度大约为130℃,玻璃纤维增强后可使这个数

值再增加10℃。长期使用温度可达12CTC,同时又具有优良的耐寒性，脆化温度为-100℃。低于10CTC

时，在负载下的蠕变率很低。聚碳酸酯没有明显的熔点，在220-23CTC呈熔融状态。由于其分子链刚性

大，所以它的熔体粘度较高。

电性能

聚碳酸酯由于极性小，玻璃化转变温度高，吸水率低，因此具有优良的电性能。表2-31列出了通用

级聚碳酸酯的电性能。

表2-31通用级聚碳酸酯的电性能

电性能20r125-C

体枳电阻率/C4.0x10162.0x1014

薄膜>100

节电强度/(kV/mm)200

20-22

厚圆片

50Hz3.13.1

介电常数

103Hz3.13.0

50Hz(6-7)x10-47x10-4

介质损耗角正切

103HzC2xl0-3<2x10-2

耐化学药品性能

聚碳酸酯对酸性及油类介质稳定，但不耐碱，溶于氯代烧。PC有较好的耐水解性，但长期浸入沸水

中易引起水僻口开裂，不能应用于重复经受高压蒸汽的制品。PC易受某些有机溶剂的侵蚀，虽然它可

以耐弱酸、脂肪烧、醇的水溶液，但可以溶解在含氯的有机溶剂中。遇到丙酮等酮类溶剂时会发生应力

升裂现象。

聚碳酸酯的性能

聚碳酸酯是一种无定形、透明的热塑性聚合物，无味、无臭、无毒,具有综合均衡的机械性能、热性能

及介电性能，是一种性能优良的工不呈塑料。

1.力学性能

聚碳酸酯具有优良的力学性能，其突出特点是冲击强度高，在热望性树脂中名列前茅。蠕变性小，

尺寸稳定性好，在低温下仍能保持较高的机械强度。缺点是耐疲劳强度较低，容易产生应力开裂，耐磨

性较差。表2-3-1示出了通用级聚碳酸酯的机械性能。

表2-37通用级及碳酸酯的机植性能

项目数值项目

拉伸播度,MPa60〜70简支梁冲击强度缺口）,kJ4

伸长率60〜130布氏硬度，MPa

弯曲翎度,MPa100〜120疲劳强度,MPa周期）

弯曲弹性模量,GPa2,0-2,5<107周期）

压缩强度，MPa80〜90

图2-3-3示出了聚碳酸酯的应力-应变曲线。图2-3-4~2-3-7分别示出了聚碳酸酯的拉伸强度、弯曲

强度、弯曲弹性模量、冲击强度与温度的关系。

H

S

二

f

-X

1()0-1080120

涵&「C

图2-3-3聚碳酸酯的应力-应变图2-3T聚碳酸酯的拉伸强度

曲线(231)与温度的关系

-1001080

一度JC

图2-3-5聚碳酸酯的弯曲强度与温2-3-6聚碳酸酯的弯曲弹归

度的关系模量与温度的关系

图2-3-7聚碳酸酯的冲击强度图2-土8聚碳酸酯的蠕变曲

与温度的关系1—1251,5MPa；2—1001，10f

3—25X.t20Mpa:4—75℃，10M

5—125X\2.5MPa；6—1001,5

聚碳酸酯的耐蠕变性在热塑性工程塑料中优于尼龙和聚甲醛，这是聚碳酸酯尺寸稳定性好的重要标志。

表2-3-2和表2-3-3分别示出了聚碳酸酯在室温和100℃下的蠕变情况。图2-3-8为聚碳酸酯的蠕变

曲线.

表232聚玻酸酯在室温下的靖变

SOOh

应力初始弹性

卸荷瞬间残

MPa应变，%应变,%应变,

留应变,%

20.2。・811.050.21L0S

22.80.911.150.24L2C

26.3LOO1.280.281.3.1

29.51.231.600.371.66

表233聚碳酸酯在1001下的蜻变

30011

初始弹性

应力,MI，卸荷瞬间残留

应变,%应变,%应变,%

应变，％

3・90.050.300.250.50

7.80.250.950.70L10

15.61.002.001.002.20

19.52.001.052.051.65

聚碳酸酯与其它大多数工程塑料相比，耐磨性较差，摩擦因数较大。表2-3-4列举了不同条件下聚碳酸

酯的摩擦因数。

表2-34聚碳酸函在不同条件下的摩擦因戮

摩擦

摩擦件对摩材料

僦0.01mQ

聚碳酸酯聚碳酸酯0.24

聚碳酸酯钢0.73

钢聚碳酸酯0.35

聚碳酸酯制品的内应力和应力开裂是个较为突出的问题。内应力产生的原因主要是由于强迫取向的人分

子间相互作用造成的。

60

p

d

2

二

一

1,

oio"io'io'io4

发卞徵规撕裂欢间min

图2-3-9聚碳酸酯制品发生微观撕裂时间

与应力的关系

如果将聚碳酸的弯曲试样进行挠曲并放置一定时间，当超过其极限应力时便会发生微观撕裂。图2-3-9

示出了在一定应变下，发生微观撕裂时间与应力之间的关系。从图中可知，当聚碳酸酯的平均分子量在

2.4x104以上时其可承受30MPa以上的应力而当平均分子量为2.2x104时那么为20MPa左右。

当残留应力或制品所承受的应力在此数值以下时，一股不会发生应力开裂.但是，如果聚碳酸酯制品在

成型加工过程中因温度过高等原因发生分解老化，或者制品本身存在缺口或熔接缝，以及制品在化学气

体中使用，那么，发生微观撕裂的时间将会大大缩短，其极限应力值也将大幅度下降。表2-3-5示出了

聚碳酸酯在不同载荷条件下的容许应力。

表2-3-5聚圆酸酯在不同黄荷条件下的容许应力

长期载荷条件间歇载荷，室温间歇载荷荷0(间歇载荷，100℃静载荷，专

容许应力.MPa28242014

2.热性能

聚碳酸酯的耐热性较好，长期使用温度可达120。（2,同叫又具有优良的耐寒性，脆化温度为-100。

表2-3-6示出了通用级聚碳酸酯的热性能。

聚碳酸酯没有明显的熔点，在220~230℃呈熔融状态，由于其分子链刚性大，所以它的熔体粘度较

高。表2-3-7列举了聚碳酸酯熔体粘度与平均分子量的关系。

表236通原级聚碳酸酯的热性能

数值项目

玻璃化温度，七150线膨胀系数，X1O-5/C

熔融温度22。〜230热变形温度L82MPQ,工

比热容，J/g•七）L17热分解湍度,（

热导率,w/in•℃)0.21脆化温度，℃

表2-3-7聚成酸酣熔体粘度与平均分子量的关系

平均分了最塔休粘度・Pn・r「均分Ftt

2.5X1O45803.3XIO"

2.7X1049401.0X10"

3.0X1O41450

图2-3-10和2-3-11分别示出了聚碳酸酯的热导率、比热容与温度的关系。

3.电性能

聚碳酸酯由于极性小，玻璃化温度高，吸水率低，因此具有优良的电性能。表2-3-8示出了通用级

聚碳酸酯的电性能。图2-3-12示出了聚碳酸酯的体积电阻率与温度的关系。图2-3-13示出了聚碳酸

酯的介电强度与温度及试样厚度的关系。

0.29

1

0.171_i______i_______i__।—_【(P----——•---L

20406080K.H)-L2080-400小

通史・c

图2-¥10聚碳酸酯的热导率与温度的关系图2-A11聚碳酸酯的H

表2-3-8透用级聚碳酸酯的电性能

项n2OU

体积电阻率,。•cm4.0X1016

介电强度，kV./nm

薄膜>00

2mm厚圆片20〜22

介电常数60Ik>3.1

“3Hz)3.1

介质损耗角正切60Hz)6〜7)XIO-

403IIz>w2X1尸

4.耐化学药品性能

聚碳酸酯对酸II及油类介质稳定，但不耐碱，溶于氯代灶，长期浸入沸水中易引起水解和开裂。表2-3-9

示出了聚碳酸酯在室温下的耐化学药品性。

0o

I1

Z8o2

V

I6o3

电1

号4o

气

2O

I_____1________1_________t__________L

TO050100150

骷度「C

图2-3-12聚碳酸酯的体积电阻率与温度的图2743聚碳酸©

关系及试样用

1—20X':2—60℃;:

表2-30聚黑靛用的时化学药品性

试剂名称溶解性试剂名称溶解性

20%不溶惜酸乙酯溶胀

2。阳献^不溶二氯甲烷溶解

20%硝酸不溶二氯乙烷溶解

10%公叙敷不溶二轨甲烷溶解

20%〜18%格酸不溶三家乙烷溶解

10%〜100%甲酸不溶四寂乙烷溶解

酸钠水溶满；不溶三箱乙烯溶解

油酸不溶二喻溶解

讽化钠水溶液不落毗昵溶解

10%硫改+10%/错酸钾不溶四氯一喃溶解

澳化钾饱和水溶液不溶三甲酚溶解

30%双量水不溶咪吩溶解

脂肪燎不溶磷酸二甲酯溶解

汽油不溶林源'K化讷溶液溶解

润滑油不溶浓痂酸溶解

四氯化稼溶张10%岚水溶解

丙酮溶胀澳水溶解

苯溶於悔脩溶解

5.老化性能

聚碳酸酯在波长为290nm附近的紫外线作用下，会发生光氧化反响而逐渐老化。老化先从外表黄变

开始，由于分支主链的断裂，导致分子量降｛氐以及机械强度下降，最终发生龟裂。因此，通常需要参加

紫外线吸收剂以捉高聚碳酸酯的防老化性能。另外，在聚碳酸酯树脂中，常含自少量未反响的裂酚A及

囿产物氯化钠等无机盐，它们的存在也会加速聚碳酸醋的光化过程。在高温下,酸性介质中，游离裂酚

A不稳定，它叫分解产生醍类化合物和苯酚，并使树脂变色。

聚碳酸酯主要商品的性能

表2-35列出了南京聚隆化学实业生产的聚碳酸酯的性能。表2-36列出了宁波信高股份聚碳酸酯牌

号、性能特点及应用，表2-37列出了其性能。表2-38列出了美国GE公司Lexan聚碳酸酯的性能。

表2-35南京聚隆化学实业聚碳酸酯性能

性能测试标准CEACG4CRCCSACSR0

密度/(g/cm3)IS011831.171.321.211.441.14

拉伸强度/MPaISO52760100555550

断裂伸长率(%)IS0527403202020

弯曲强度/MPaIS017870170758085

简支梁缺口冲

击强度/IS01805510555040

(kJ/M2)

洛氏硬度(R)IS02039/2116

热变形温度

IS075145130125100

(0.45MPa)/r

阻燃性UL94V-0V-0

外表电阻/CIS01671017

塑模收缩率(%)

吸水率

(23,C,24h)IS0620.15

(%)

汽车仪表板、挡

电器配件、插头

电开工具电开工具外泥板，电开工计算机机架，

插座、开关、骨

应用壳，头盔，纺克，摄像机等具、、计算外壳，打印机、

架、灯具、绕线

织纱管、梭子等外观部件机外壳，大型复印机外壳

架

薄壁制件

20%玻纤增强，

PC/PE合金,耐通用，无卤阻PC/ABS合PC/ABS合金、

特征耐热，产品外观

溶剂、耐沸水燃级金，高流动无卤阻燃级

光滑，精度高

表2-36宁波信高股份聚碳酸酯牌号、性能特点及应用

类型牌号特征应用

开关部件、配电板、精密仪

高强度，耐热，耐疲劳和应器零件、相机外壳、各种小

增强级PC101,G2-G6

力开裂，低收缩模数齿轮、水泵叶轮、电开

工具外壳、纺织机轴瓦等

耐温、阻燃的电绝缘、耐火

UL94V-0级，保持PC优良

阻燃级PC201焰的热圈、管子、邮电通信

的物化性能

交接箱部件、高级开关外壳

高强度，高刚性，高冲击强机械结构件、电器部件、仅

PC/ABS合金PC301度，耐挠曲折，耐应力开裂器仪表外壳、照相器材、交

性优，加工性好通标志板

电器部件、管、板、容器、

高冲击强度，耐沸水性，耐

PC/PE合金PC401平安帽、纺织用纱管、电开

应力开裂，加工性能好

工具罩、电机外壳

表2-37宁波信高股份聚碳酸酯性能

性能PC101-C4PA201PC301PC401

热变形温度

137135120125

(1.82MPa)/V

冲击强度(缺口)/

101165不断

拉伸强度/MPa110735855

弯曲强度/MPa1408198.283

玻纤含量(%)20

密度/(g/cm3)1.341.241.161.18

阻燃性(1.6/3.2mm,

V-2V-0HBHB

UL94)

氧指数(%)31

模塑收缩率(%)

表2-38美国GE公司Lexan聚碳酸酯的性能(1)

性能HF111O141L141161101181HP1HP2

密度/(g/cm3)1.21.21.21.21.21.21.21.2

熔体流动速率/

2512.510.58.5725251705

(g/10min)

PDA批准状态未批准未批准未批准未批准未批准未批准批准批准

最低推荐熔融温度/七260282288302316260260277

最高推荐熔融温度/七2803043163293432,7282293

收缩率隔)0.0070.0070.0070.0070.0070.0070.0070.007

短时间吸水率(%)0.150.150.150.150.150.150.15

长时间吸水率(用)0.350.350.350.350.350.350.35

屈服拉伸强度/MPa6262626262626262

断裂拉伸强度/MPa65.568.968.968.968.965.565.568.9

屈服伸长率(%)777667

断裂伸长率(%)120130130135135120120125

压缩强度/MPa86868686868686

拉伸模量/MPa2378237823782378237823782378

弯曲模量/MPa23092344234423442341234423092137

屈服弯曲强度/MPa1411281109397979898

压缩模量/MPa2378237823782378237823782378

洛氏硬度(R)118118118118118118

先比梁缺口冲击强度

641747801907907907641694

(3.18mm]/(J/m)

热变形温度(455kPa)/C138138138138138138138

热变形温度(1.82MPa)

127132132132132132127129

玻璃化转变温度/℃154154154154154

氧指数(%)252525

阻燃性(UL级)31111133

介电常数(60Hz)3.173.173.173.173.173.17

介电常数(1MHz)2.962.962.962.962.962.96

损耗因数(60hz)0.00090.00090.00090.00090.00090.0009

损耗因素(1MHz)0.010.010.010.010.010.01

耐电弧性/s120120120120120

雾度(%)11111111

折射指数1.5861.5861.5861.5861.5861.5681.586

加工方式注塑注塑注塑注塑注塑挤出，注塑注塑注塑

通用型通用型通用型通用型通用型通用型

应用医用牌号医用牌号

医用牌号

尺寸稳定性抗冲，高回符合美国经符合美国药

抗冲，m抗冲，高回抗冲，高回

好，内弹性和韧典法要典法要

弹性和韧中等流动弹性和韧弹性和韧

特征脱模性性，中等求，透求，透

性，高流性，透明性，粘度性,广度

好，高流流动明，内脱明，内脱

动性，透明高，透明高，透明

动性，透明性，透明模性好模性好

表2-38美国GE公司Lexan聚碳酸酯的性能〔2〕

性能HP3HP4HP5HW1210940341234134311

密度/(g/cm3)1.21.21.21.21.241.351.431.2

熔体流动速率/(g/10min)12.510.58.51610

PDA批准状态批准批准批准未批准未批准未批准未批准未批准

最低推荐熔融温度/七288288302266288316316

最高推荐熔融温度/七31631631631633H349

收缩率(%)0.0070.0070.0070.0040.0070.0030.0030.002

短时间吸水率隔)0.150.150.150.150.160.140.12

长时间吸水率(%)0.350.350.350.350.290.260.23

屈服拉伸强度/MPa6262625962

断裂拉伸强度/MPa68.968.968.962.055.8110.3131.0158.6

屈服伸长率(%)7777

断裂伸长率(%)130130130909053

压缩强度/MPa96969686110124145

拉伸模量/MPa2378237822415929861811582

弯曲模量/MPa2344二•；；1234422062241551575839652

屈服弯曲强度/MPa9893979797978891

压缩模量/MPa23782：-；7s237822415239779010341

洛氏硬度(R)118118118122121121

先比梁缺口冲击强度

747801907427641107107133

(3.18mm)/(J/m)

热变形温度(455kPa)/*C138138138138149152154

热变形温度(1.82MPa)/'C1321：；21321)：­：132146146116

玻璃化转变温度/C152166166166

氧指数(%)3530.53030

阻燃性(UL级)33331911

介电常数(60Hz)3.173.173.173.013.173.353.53

介电常数(1MHz)2.962.962.962.963.133.313.48

损耗因数(60hz)0.00090.00090.00090.00090.00090.00110.0013

损耗因素(1MHz)0.010.010.010.010.00730.0070.0067

耐电弧性/s120120120120

雾度(%)1112

折射指数1.5861.5861.5861.59

加工方式注塑注塑注塑注烟注塑注塑注塑注型

应用医用牌号医用睥号医用牌号医用牌号通用型通用型通用型通用型

附蠕

耐蠕耐蠕

变，拉伸

符合美国药符合美国药符合美国药变，拉伸变，拉伸

强度