非光气法聚碳酸酯与光气法聚碳酸酯性能差异研究

ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｏｓｇｅｎｅ ＰＣ ｉｓ ｗｉｄｅ ａｎｄ ｉｔ ｈａｓ ｍｏｒｅ ｈｉｇｈ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ. Ｔｈｅ ｎｏｔｃｈｅｄ ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｐｈｏｓｇｅｎｅ ＰＣ ｉｓ
ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｎｏｎ￣ｐｈｏｓｇｅｎｅ ＰＣ. Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎꎬ ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｎｏｎ￣ｐｈｏｓｇｅｎｅ ＰＣ ｉｓ ｅａｓｙ ｔｏ ｂｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ ｗｉｔｈ ｗｏｒｓｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｂｙ ｔｈｅ
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｎｏｎ￣Ｐｈｏｓｇｅｎｅ
Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ ａｎｄ Ｐｈｏｓｇｅｎｅ Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ
ＦＵ Ｈｕｉ￣ｊｕａｎꎬ ＣＡＯ Ｈｕａｎ
( Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＳＩＮＯＰＥＣ Ｔｉａｎｊｉｎ Ｂｒａｎｃｈꎬ Ｔｉａｎｊｉｎ ３００２７１ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｎｏｎ￣ｐｈｏｓｇｅｎｅ ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ ( ＰＣ) ａｎｄ ｐｈｏｓｇｅｎｅ ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ ( ＰＣ)
ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ. Ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ. Ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ
polycarbonate?engineeringplastic?phosgenation?nonphosgenation聚碳酸酯pc是一种综合性能优良的热塑性工程塑料?被广泛应用于电子电器家电建筑建材汽车制造医疗器械航空航天光学安全防护等领域1?目前?pc在五大通用工程塑料中增长速度最快?同时?随着改性技术的发展?改性pc在特殊外形设计超薄电子产品开发机器人新能源汽车3d打印等领域表现出优于传统材料的优势2?2018年国内聚碳酸酯消费量184万吨?2019年预测国内消费量192万吨?到2021年国内消费量预计207万吨?2019年国内产能150万吨a?实际产量预计有80100万吨a?到2021年预计国内新增产能174????5万吨a?国内总产能将达到324????5万吨a?20192021年?国内pc近200万吨a产能集中释放?市场竞争加剧?pc装置按生产工艺可分为光气法和非光气法?其中?光气法主要是界面缩聚光气法?非光气法又分为熔融酯交换法和非光气熔融酯交换法34?界面缩聚光气法最早实现工业化?工艺成熟?但因环境污染问题产能扩张受到了严格限制5?非光气熔融酯交换法由于不使用剧毒光气和二氯甲烷等有机溶剂?绿色环保?当前新建装置大多采用该种工艺6?sabic是非光气熔融酯交换法pc的龙头企业?pc生产技术先进?同时pc改性技术处于领先地位?pc及其改性产品占据高端市场份额7?目前?国内改性企业大都生产光气法pc改性产品?非光气法pc改性高端产品还处于探索阶段?预计随着非光气法pc产能的释放?非光气法pc改性技术会迎来广阔的发展空间?目前?国内虽然很多研究机构在进行pc改性研究?但鲜有对光气法pc和非光气法pc的系统对比?本文选取了同类型的典型非光气pc和光气法pc进行了微观分析和力学性能分析?从微观结构的不同解释了宏观性能的区别?从而从根本找出两种????62????作者简介
ｂｌｅｎｄｉｎｇ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＣ ａｎｄ ＡＢＳ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅꎻ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃꎻ Ｐｈｏｓｇｅｎａｔｉｏｎꎻ Ｎｏｎ￣ｐｈｏｓｇｅｎａｔｉｏｎ
聚碳酸酯 ( ＰＣ) 是一种综合性能优良的热塑性
为熔融酯交换法和非光气熔融酯交换法 [３－４] ꎮ 界面缩
材、 汽车制造、 医疗器械、 航空航天、 光学、 安全防
问题产能扩张受到了严格限制 [５] ꎮ 非光气熔融酯交
工程塑料ꎬ 被广泛应用于电子电器、 家电、 建筑建
护等领域 [１] ꎮ 目前ꎬ ＰＣ 在五大通用工程塑料中增长
速度最快ꎬ 同时ꎬ 随着改性技术的发展ꎬ 改性 ＰＣ 在
特殊外形设计、 超薄电子产品开发、 机器人、 新能源
研究ꎬ 但鲜有对光气法 ＰＣ 和非光气法 ＰＣ 的系统对
集中释放ꎬ 市场竞争加剧ꎮ
比ꎮ 本文选取了同类型的典型非光 气 ＰＣ 和 光 气 法
ＰＣ 装置按生产工艺可分为光气法和非光气法ꎬ
ＰＣ 进行了微观分析和力学性能分析ꎬ 从微观结构的
其中ꎬ 光气法主要是界面缩聚光气法ꎬ 非光气法又分
不同解释了宏观性能的区别ꎬ 从而从根本找出两种
塑料工业
ＣＨＩＮＡ ＰＬＡＳＴＩＣＳ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
２６
第 ４８ 卷第 ８ 期
２０２０ 年 ８ 月
非光气法聚碳酸酯与光气法聚碳酸酯性能差异研究
付会娟ꎬ 曹 欢
( 中国石油化工股份有限公司天津分公司ꎬ 天津 ３００２７１)
摘要: 将非光气法和光气法聚碳酸酯进行了微观结构分析及力学性能分析ꎬ 从微观结构的不同解释宏观性能的区别ꎬ 再通
过与 ＡＢＳ 共混ꎬ 研究了两种聚碳酸酯在改性过程中的差异ꎮ 研究发现ꎬ 非光气法 ＰＣ 的端基为酚羟基和苯基ꎬ 光气法 ＰＣ 的端基
复杂ꎻ 光气法 ＰＣ 的分子量分布较宽ꎬ 其高分子量分子含量更多ꎬ 光气法 ＰＣ 的简支梁缺口强度优于非光气法 ＰＣꎮ 另外ꎬ 通过
ＰＣ 和 ＡＢＳ 共混改性发现ꎬ 非光气法 ＰＣ 在改性加工过程中易分解ꎬ 热稳定性略差ꎮ
汽车、 ３Ｄ 打 印 等 领 域 表 现 出 优 于 传 统 材 料 的 优
势
[２]
ꎮ ２０１８ 年国内聚碳酸酯消费量 １８４ 万吨ꎬ ２０１９
年预测国内消费量 １９２ 万吨ꎬ 到 ２０２１ 年国内消费量
预计 ２０７ 万吨ꎮ ２０１９ 年国内产能 １５０ 万吨 / ａꎬ 实际
产量预计有 (８０ ~ １００ ) 万吨 / ａꎻ 到 ２０２１ 年预计国
聚光气法最早实现工业化ꎬ 工艺成熟ꎬ 但因环境污染
换法由于不使用剧毒光气和二氯甲烷等有机溶剂ꎬ 绿
色环保ꎬ 当前新建装置大多采用该种工艺 [６] ꎮ ＳＡＢＩＣ
是非光气熔融酯交换法 ＰＣ 的龙头企业ꎬ ＰＣ 生产技
术先进ꎬ 同时 ＰＣ 改性技术处于领先地位ꎬ ＰＣ 及其
改性产品占据高端市场份额 [７] ꎮ 目前ꎬ 国内改性企
关键词: 聚碳酸酯ꎻ 工程塑料ꎻ 光气法ꎻ 非光气法
中图分类号: ＴＱ３１７ 文献标识码: －００２６－０４
开放科学 ( 资源服务) 标识码 ( ＯＳＩＤ) :
ｄｏｉ: １０ ３９６９ / ｊ ｉｓｓｎ １００５－５７７０ ２０２０ ０８ ００６
业大都生产光气法 ＰＣ 改性产品ꎬ 非光气法 ＰＣ 改性
高端产品还处于探索阶段ꎮ 预计随着非光气法 ＰＣ 产
能的释放ꎬ 非光气法 ＰＣ 改性技术会迎来广阔的发展
内新增产能 １７４ ５ 万吨 / ａꎬ 国内总产能将达到 ３２４ ５
空间ꎮ 目前ꎬ 国内虽然很多研究机构在进行 ＰＣ 改性
万吨 / ａꎮ ２０１９ ~ ２０２１ 年ꎬ 国内 ＰＣ 近 ２００ 万吨 / ａ 产能
ｏｆ ＰＣ ｉｎ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｓｔｙｒｅｎｅ ( ＡＢＳ) . Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ ｇｒｏｕｐｓ
ｏｆ ｐｈｏｓｇｅｎｅ ＰＣ ａｒｅ ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｈｙｄｒｏｘｙｌ ａｎｄ ｐｈｅｎｙｌꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｄ ｇｒｏｕｐｓ ｏｆ ｎｏｎ￣ｐｈｏｓｇｅｎｅ ＰＣ ａｒｅ ｃｏｍｐｌｅｘ. Ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ