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沙伯基礎PC合成:
工業上應用的聚碳酸酯主要由雙酚A和光氣來合成,其主鏈含有苯環和四取代的季碳原子,剛性和耐熱性增加,Tm=265-270℃,Tg=149℃,可在15-130℃內保持良好地力學性能,抗沖性能和透明性特好,尺寸穩定,耐蠕變,性能優于滌綸聚酯,是重要的工程塑料。但聚碳酸酯易應力開裂,受熱時易水解,加工前應充分干燥。
聚碳酸酯的制法有酯交換法和光氣直接法。
(1)酯交換法
原理與生產滌綸聚酯的酯交換法相似。雙酚A與碳酸二苯酯熔融縮聚,進行酯交換,在高溫減壓條件下不斷排除苯酚,提高反應程度和分子量。
酯交換法需用催化劑,分兩個階段進行:第一階段,溫度180-200℃,壓力270-400Pa,反應1-3h,轉化率為80%-90%;第二階段,290-300℃,130Pa以下,加深反應程度。起始碳酸二苯酯應過量,經酯交換反應,排出苯酚,由苯酚排出量來調節兩基團數比,控制分子量。
苯酚沸點高,從高粘熔體中脫除并不容易。與滌綸聚酯相比,聚碳酸酯的熔體粘度要高得多,例如分子量3萬,300℃時的粘度達600Pa·s,對反應設備的攪拌混合和傳熱有著更高的要求。因此,酯交換法聚碳酸酯的分子量受到了限制,多不超出3萬。
(2)光氣直接法
光氣屬于酰氯,活性高,可以與羥基化合物直接酯化。光氣法合成聚碳酸酯多采用界面縮聚技術。雙酚A和氫氧化鈉配成雙酚鈉水溶液作為水相,光氣的有機溶液(如二氯甲烷)為另一相,以胺類(如四丁基溴化銨)作催化劑,在50℃下反應。反應主要在水相一側,反應器內的攪拌要保證有機相中的光氣及時地擴散至界面,以供反應。光氣直接法比酯交換法經濟,所得分子量也較高。
界面縮聚是不可逆反應,并不嚴格要求兩基團數相等,一般光氣稍過量,以彌補水解損失?杉由倭繂喂倌軋F苯酚進行端基封鎖,控制分子量。聚碳酸酯用雙酚A的純度要求高,有特定的規格,不宜含有單酚和三酚:
沙伯基礎PC性能特點:
1.高沖擊強度、使用溫度范圍廣、高度透明性及自由染色性。
2.H.D.T.高、電氣特性優、無味無臭對人體無害符合衛生安全、成形收縮率低、尺寸安定性良好 。
3.剛硬而有韌性,具有高抗沖擊性,高度的尺寸穩定性和范圍很寬的使用溫度、良好的電絕緣性及耐熱性和無毒性,并且可以通過注射成型、擠出成型來獲得預期的效果,所以發展十分迅速,目前世界年消費量已超過30萬t。
4.聚碳酸酯為透明、微黃色或白色的剛硬而韌的聚合物。燃燒時,慢燃,離火后慢熄,火焰呈黃色,黑煙碳束。燃燒后熔融、起泡,發出花果臭的氣味。
5.聚碳酸酯性能優良,具有良好的透光能力,其透光率接近90%。相對密度為1.20,比聚烯烴大,比聚甲醛、聚氯乙烯小,而與聚甲基丙烯酸甲酯相近。
6.耐熱,抗沖擊,阻燃,在普通使用溫度內都有良好的機械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比,聚碳酸酯的耐沖擊性能好,折射率高,加工性 能好,不需要添加劑就具有UL94 V-0級阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相對聚碳酸酯價格較低,并可通過本體聚合的方法生產大型的器件。隨著聚碳酸酯生產規模的日益擴大,聚碳酸酯同聚甲 基丙烯酸甲酯之間的價格差異在日益縮小。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對表面進行特殊處理。
a、機械性能:強度高、耐疲勞性、尺寸穩定、蠕變也。ǜ邷貤l件下也極少有變化);
b、耐熱老化性:增強后的UL溫度指數達120~140℃(戶外長期老化性也很好);
c、耐溶劑性:無應力開裂;
d、對水穩定性:高溫下遇水易分解(高溫高濕環境下使用需謹慎);
e、電氣性能:
1、絕緣性能:優良(潮濕、高溫也能保持電性能穩定,是制造電子、電氣零件的理想材料);
2、介電系數:3.0-3.2;
3、耐電弧性:120s;
f、成型加工性:普通設備注塑或擠塑。