1、PC聚碳酸酯聚碳酸酯 PC是一种无色透明的无定性热塑性材料。其名称来源於其内部的 CO3集团。 化学性质:聚碳酸酯耐酸，耐油。 聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强硷。物理性质:聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有 UL94 V-0级阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。随着聚碳酸酯生产规模的日益扩大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之间的价格差异在日益缩小。 聚碳酸酯的耐磨性差。一些用於易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行
2、特殊处理。 生产与应用聚碳酸酯是日常常见的一种材料。由於其无色透明和优异的抗冲击性，日常常见的应用有光碟，眼睛片，水瓶，防弹玻璃，护目镜、银行防子弹之玻璃、车头灯等等、动物笼子宠物笼子。 聚碳酸酯还被用来制作登月太空人的头盔面罩。苹果公司的 ipod音乐播放器和ibook笔记本电脑外壳也使用聚碳酸酯制作。对环境的影响 食物接触 由於它的清晰和韧性 食物贮存货的 hm生产者和采购员 喜欢聚碳酸酯纤维。当与矽土玻璃比较 聚碳酸酯纤维如同轻量级和高度不易碎。聚碳酸酯纤维多用於一次性塑料水瓶和重用塑料水瓶。 超过 100 项研究探索了聚碳酸酯纤维的 bisphenol A leachates 在生态的
3、反应 。 Howdeshell 等发现 在室温 一种内分泌干扰素 Bisphenol A（C15H16O2）(酚甲烷) 看来从聚碳酸酯纤维动物笼子被渗入水 而它也许是引至对雌鼠生殖器官的发大的原因。由 vom Saal 和休斯 在 2005 年 8月出版在对分析 bisphenol A leachate 低药量影响的文件,似乎发现了暗示在财政的资助和得出结论之间有关系: 工业界资助的研究看上去倾向于没有发现重大作影响; 政府资助的研究倾向于发现有重大影响。 易和其他物质发生化学作用在聚碳酸酯纤维不应使用氧化钠和其它硷清洁剂 否则导致泄出 Bisphenol-A （C15H16O2）, 一种已知
4、的内分泌干扰素 (影响生殖系统)。 聚碳酸酯 PC也是笔记本电脑外壳采用的材料的一种，它的原料是石油，经聚酯切片工厂加工后就成了聚酯切片颗粒物，再经塑料厂加工就成了成品，从实用的角度，其散热性能也比 ABS塑料较好，热量分散比较均匀，它的最大缺点是比较脆，一跌就破。生产现状聚碳酸酯(PC)作为五大工程塑料中唯一的透明产品，国内外产能增长迅猛，2000 年全球生产能力约为 185万吨，2001 年为 220万吨，2002 年 265万吨，2003 年 275万吨，预计 2004年将增加到 290万吨，2005 年达到 325万吨，年均增长率约为 12%左右。我国 PC产能多年来一直较小，仅有 3
5、家企业维持生产，产能不足 5000吨/a，年产量2000吨左右，随着我国 PC需求快速增长，目前我国掀起了 PC合资合作建设装置的热潮，拜耳公司与上海华谊集团氯碱化工公司在上海化工园区建设 20万吨/aPC 装置，预计一期5万吨/a 装置将于 2004年底投产，2006 年初完成二期工程达到 10万吨/a，鉴于我国 PC市场巨大需求，最终将使该 PC装置扩能至 20万吨/a，装置生产主要是光学级产品，用于生产 CD、DVD 光盘、汽车照明系统等。日本帝人化学正在浙江嘉兴建设 5万吨/aPC 装置，预计 2005年 4月投产，主要原料双酚 A由日本三井化学供应，氯气和烧碱则来自当地企业，一氧化碳
6、自己生产，产品为通用级产品，主要供应电气组件、汽车零部件的生产，计划在 2006年将添加一套 5万吨/a生产装置；同时该公司在上海高桥贸易自由区独资建设 1.8万吨/aPC、ABS 复合物装置，目前已投产，计划 2005年上半年增建 2万吨/a 第二条生产线。日本三菱瓦斯化学公司拟在四川建设 10万吨/aPC 装置，预期 2007年投产。此外，国内还有一些企业与国外合作或采用国产化技术建设规模化 PC生产装置，因此未来几年我国 PC生产将步入新阶段，2006 年国内生产能力将增至 25万吨/a 左右，2010将达到 50-60万吨/a。针对我国 PC潜力巨大市场，国外著名的 PC公司不仅在我国
7、合作建设生产装置，还在中国台湾、韩国、新加坡、泰国等国家和地区建设规模化装置，相对多装置投资是针对我国市场的。PC 生产工艺进展主要发展趋势是开发非光气合成工艺以替代目前主要合成工艺界面缩聚光气法，GE 塑料和拜耳公司都开发各自的非光气法生产技术并推向工业化生产，此外旭/奇美、三菱化学/三菱瓦斯、帝人公司、LG 化学公司均开发出非光气工艺技术，正在建设或计划建设非光气法 PC装置，非光气法路线将成为未来 PC的主要生产路线。市场分析20 世纪 90年代末期以来我国 PC的需求由原来的纺织业用沙管转向电子/电气、光盘、建筑、汽车工业等领域，需求量急剧增加。1999 年国内消费量约为 14万吨，而
8、 2003年消费量增高达到 38万吨，年均增长率约 28%左右，远远高于国民经济的平均增长速度和其它通用工程塑料的增长速度。由于国内产量极小，我国使用的 PC主要从国外进口。1999-2003年我国 PC的净进口量分别为 13.8万吨、23.5 万吨、21.2 万吨、34.2 万吨、38.1 万吨，而且尚未包括相当数量走私进来的 PC，亦未考虑进口的成品和边角料，所以实际国内进口与消费数据要比上述海关统计要高出许多，国内外 PC界一致认为我国市场潜力巨大其相对稳定。1999 年-2003 年我国 PC市场快速增长主要是电子电气产品、中空阳光板、CD 和 DVD光盘及非一次性饮用水桶和食品容器需
9、求拉动，目前我国 PC的消费结构大致如下：电子电气及计算机配件约占 42%；中空阳光板约占 26.3%；CD 和 DVD光盘约为 13.1%；饮用水桶和食品容器约占 10.5%；复合材料和汽车工业等领域约占 9.1%。今后几年我国原有的主要消费领域仍将继续保持高速增长势头，计算机和家用电器持续增长，该领域未来对 PC的年均增长率约为 10%-12%；铁路、公路、机场及城市建设，对中空阳光板需求依然强劲，而且近年来国内长江和珠江三角洲一带利用 PC加工生产板材企业经济效益比许多聚合物树脂生产企业好很多，预计中空阳光板未来对 PC的需求年均增长率为 12-15%左右；目前我国成为世界上第二大光盘消
10、费国，以前全部依赖进口光盘级 PC生产，随着拜耳公司上海光盘品级 PC投产，未来几年光盘对 PC需求仍将保持 20%以上高速度增长；专家预测未来国内 PC需求增长最快的领域将是以 PC为基材共混合金类复合材料，其中汽车工业将是主要拉动力。预计未来几年我国 PC的需求年均增长率将保持 15%-20%之间，2006 年国内的 PC市场需求量将达到 55-65万吨/a。国内产能仍无法满足国内市场需求，将从周边国家日本、韩国、泰国等进口大量产品供应国内市场。PC/ABS 合金新品种主要用于汽车工业应用进展目前全球 PC应用已向高功能化、专用化方向发展，鉴于我国 PC生产能力和市场需求均呈现快速发展局面
11、，尤其是国内多套规模化装置的建设，加上汽车工业迅猛发展拉动，未来几年我国 PC工业进入一个新的发展阶段，其中最为关键的是加快 PC的应用研究。首先国内生产企业应充分利用国内生产能力增加和在塑料改性及塑料合金方面积累的经验，加快 PC合金等复合材料开发、生产及应用，其中最为重要的是：PC/ABS 合金，PC 与 ABS共混物可以综合 PC和 ABS的优良性能，一方面可以提高 ABS的耐热性、抗冲击和拉伸强度，另一方面可以降低 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 PC/ABS合金发展迅速，全球产量约为85万吨/a 左右，我国需求量约为 20万吨/a
12、左右。世界各大公司纷纷开发推出 PC/ABS合金新品种，如阻燃、玻纤增强、电镀、耐紫外线等品种，主要用于汽车工业、计算机、复印机和电子电气部件等。国内主要研究与生产公司有上海杰事杰公司、中科院长春应用化学所、兰州大学等单位。PC/PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)合金，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。日本科研人员用 PC和 PBT在酯交换催化剂存在下，制得 PC/PBT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 PC/PBT，不但体系综合性能优良，而且具有很好的透明性，可以做玻璃代替材料。目前国外 PC/PBT
13、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。国内研究刚刚起步。此外 PC/PS(聚苯乙烯)合金、PC/PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)合金、液晶聚酯改性PC、PET/PCL(由乙二醇、低分子量聚已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、聚(1,4-环已烷二甲酸-1，4-环已烷二甲醇)酯改性 PC等值得关注和研究开发。其次应紧跟国际发展潮流，加之 PC合金材料的研究不断进展，PC 的应用范围不断扩大，要加快 PC消费领域的拓展。宽波透光的光学器械，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
14、制作耐高温光学纤维的芯材，若在 PC分子链中的C-H链为 C-F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，今后应重点开发阻燃 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燃剂。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 PC/ABS合金就特别适宜在通信电器及航空航天工业
15、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进行共混合改性，所含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，应用计算机中。低残留有害物的食品容器，工业合成 PC是双酚 A型，由于合成时候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候，易被溶出从而影响人们身体健康，因此要开发卫生级的 PC树脂，用作饮水桶和其他食品容器的生产与使用，作为饮水桶和其他食品包装材料及容
16、器 PC在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，目前已经应用医疗器械中，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。 食品包装材料及容器 PC在国内应用前景看好一）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
17、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
18、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
19、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、
20、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
21、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
22、 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
23、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。 （二）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
24、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
25、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
26、 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。 目前我国聚碳酸酯需求几乎完全依赖进口，进口量与日俱增，大力发展聚碳酸酯工业十分迫切和必要。
