第二节 聚碳酸酯
一、聚碳酸酯概况
聚碳酸酯(简写PC)于1958年开始工业化生产，具有优异的冲击韧性。良好的透明性及其他综合性能，广泛应用于纺织、电器、建筑、仪表、运输等领域。
PC的合成有两种工艺，一种是光气法(溶液法)，另一种是酯交换法(熔融缩聚法)。
光气法是：双酚A钠盐的水溶液与光气进行缩聚合成PC，其制得的PC分子量为6-10万。缺点是牵涉到溶剂回收及有毒问题。
酯交换法：双酚A和碳酯二苯酯在催化剂存在下，于200℃熔融状态下，进行酯交换而成。其分子量在2一3万之间。
PC的分子站构有如下特点：
1、分子具有对称结构，简单规整，可结晶，但结晶条件很严格，实际上不容易给晶，如PC在190℃下，最快时8天才能看到晶球，因此在一般成型条件下，PC为无定形结构。
2、PC链节重复单元较长，且存在苯环，限制了分子柔顺性，因此玻璃化温度，熔融温度均较高，熔体粘度大。
3、PC链结构中，既有柔顺的碳酸酯链，又有刚性的苯环相联结结构，因此使PC具有许多其他工程塑料所没有的优点，即机械特性是韧而刚。
4、PC链中有羰基为极性基团，电性能稍差;链中有酯基，易吸湿，易水解。
PC的基本性质如表19所示。
PC为无色或微黄色透明固体，在厚度为3.75毫米时，PC的透光率为75-90%，接近有机玻璃。折光指数为1.589。
PC的电绝缘性能良好，但低于PE、 PS、聚四氟乙烯。
在室温下能耐稀酸、油、脂肪烃、盐类、氧化剂等，但胺、酮、酯、芳香烃能使之溶胀，易导致应力开裂。能溶于二氯甲烷，氯苯，二氧六环中。
PC的吸湿性较大，线膨胀系数为6一7×10-5/℃。
PC的成型加工性能如下：
首先PC料在成型加工之前，必须烘干，因在室温下PC的吸水性为0.35%，熔体粘度大且成型温度高，所以烘干使之含水量降至0.02%(即万分之二)，挤出成型时应采用排气式挤出机，料斗存料量要少，料斗要预热并抽真空。一般在120℃下烘干8-24小时。
PC的熔体粘度对温度和剪切速率不太敏感，所以一般采用高温、高压、快速成型法。但压力过高易造成内应力。
PC的收缩率小，0.5-0.7%，所以模具设计时应在制品外壁设计上6度的锥度，另外主流道应粗而短，以利于高粘度流动。
模具温度应高些，以利于制品缓慢冷却消除内应力，注射模具温度为90-120℃。 PC制品必须进行热处理，温度100-130℃， 8-24小时，制件厚时，热处理时间长些，热处理温度低时，时间长些。
二、改性聚碳酸酯
改性PC的目的是为了增韧，改良成型加工性能，减少残余变形，增加阻燃性等，具体能改性PC的品种有：
PC/abs可提高弯曲模量、耐热性、电镀性能等。
PC/PET、PBT工可改善耐药品性，耐溶剂料性等。
PC/PMMA加入有机玻璃可提高外观珠光色彩。
PC/PA、 HIPS可提高冲击韧性、表面光洁度。
PC/HDPE可改善耐沸水性、耐老化性、耐气候性，而LDPE效果较差。
PC用玻纤或谈纤维进行增强改性，提高机械强度。
并用溴类阻燃剂和三氧化二锑，可制成阻燃级PC。
其他和聚砜、芳香族聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯、聚苯乙烯都可以进行共混改性，达到经济性和性能之间的平衡。
二、聚碳酸酯应用举例
实例1：聚碳酸酯纺织纱管
选用光气法生产的PC为原料，其中新料为80%，再生料为20%。
聚碳酸酯纺织纱管生产工艺流程如下：
配料→干燥→注射→修整→抛光→热处理→制品。
烘箱干燥温度115-120℃， 16-20小时，物料在料盘上厚度为30毫米以下，使树脂含水量在0.03%以下。
料筒三区温度为200-220、 250-280、 260-290℃，喷咀温度比料筒稍低些，低5-10℃。注射压力4-6兆帕，成型周期25秒，热处理温度115-120℃， 1小时，要采用倒悬式进行热处理。
该纱管比木质纱管使用寿命长3倍、尺寸稳定、耐候性好，不起毛、光洁度好，能提供各种颜色的纱管，便于搞好班组经济核算。
对子废旧再生PC料，还可以进行增韧处理，顶替新料使用。可在再生PC料中，共混少量的尼龙树脂，或高抗冲聚苯乙烯树脂，可使制品的冲击强度提高1倍以上，弯曲强度也有改善，对树脂的加工性能、表面光铎均有所提高。
此外，由于尼龙在熔融时粘度极低，能对共混体系中的颜料有优良的浸润包复作用，破坏了颜料较子的聚集给构，增加了颜料分散性，为此可降低颜料用最的20%。
实例2：挤出聚碳酸酯板
PC料一定干燥，使之含水量降到0.02%以下。PC板原料的分子量应选在3.5万为好。
挤出机螺杆长径比为20：1，杆中的加料段和计量段长度各占全长的25%，而且螺槽深度一定，压缩段长度为全长的一半。螺杆压缩比为2.5-3;螺槽深度一般应小于4毫米;用销钉螺杆混炼效果更好。
过遮网组可采用80/120/200/120/80目型式。
衣架式机头比较常用，但造价较贵。
片材的压延方法有:水平方向挤出压延片，倾斜方向挤出压延片，向下或向上挤出压延片。但目前最好的是:辊筒倾斜压延法。
典型的PC板挤出条件：
机简温度260、 280、300℃，机头温度2801C、压延辊筒温度：上辊121-135℃、中辊129-139℃、下辊132--150℃，螺杆转速12-24转/分，过滤网组40/60/100目。
PC板可用于汽车，飞机风挡玻璃，波纹板，折板，建筑窗玻璃，体育设施天棚玻璃等。
其他：PC可和ABS共混，提高冲击强度，ABS添加量为50%时，提高幅度最大。ABS含量过少时如3%，冲击强度反而下降。
PC可和HDPE共混，共中HDPE含量为30%时共混效采较好，可改善冲击强度，加工流动性能提高，易于充模。LDPE共馄效果很差，出现分层，不能使用。
PC还可做成薄膜，其抗穿刺强度高，适合于焊接。热封：PC膜表面张力大，在印刷前不需进行电晕处理，电镀性能也好。可用于医药，食品包装，与纸板复合作装饰板等。
