高分子材料2.7聚碳酸酯
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由原纤混乱交错形成的疏松三维网络结构是整 个材料的增强骨架。其间存在较多的微空隙。
7.3 聚碳酸酯的性能
<一> 基本特征 聚碳酸酯为透明的硬而韧的颗粒。 可见光透光率接近90%。 密度为1.2g.cm-3。
<二> 力学性能
PS
PA
PC
硬质PVC
软质PVC PTFE
聚碳酸酯是硬而 韧的高聚物：其抗
PC虽然吸湿性很小，但因为容易高温水 解，即使微量的水分也要在加工前尽量 去除（含水率要<0.02％）；
光气法PC的分子量较高且分布宽；而酯 交换法PC的分子量较低且分布窄，加工 特性不同。
PC的分子链刚硬，成型冷却后易残余很 大的内应力。
降低内应力的方法：提高熔体温度、提 高模具温度、制品成型后热处理。
PC是无定形聚合物，其制品的尺寸稳定 性较好。
PC与金属的黏附性很强，生产结束后应 趁热清理料筒。
7.4 聚碳酸酯的改性与应用
<一> 改性 PC的缺点： 制品残余内应力大、不耐溶剂、高温易
水解；不耐磨损。 1. 纤维增强PC：玻璃纤维、碳纤维等 拉伸强度、弯曲强度、耐热性、耐应力
开裂性可明显提高、减少吸湿性和膨胀 系数；抗冲击性和加工性会降低。
O
OROC
n
R代表二羟基化合物的主体部分，R可以属于脂 肪族、脂环族、芳香族或脂肪-芳香族。迄今最普遍 的是双酚A型聚碳酸酯。
<二> PC的聚合
由于碳酸不能稳定存在，所以不能通过 二羟基和碳酸直接缩聚。
1.光气法： 目前约90 ％的PC用 该法合成。
双酚A
4,4‘-二羟-2， 2’-二苯基丙烷
可得分子 光气 量 为 1.5 ～
拉、抗弯、抗压强度 和硬度较高。
PC 是 热 塑 性 塑 料 中 抗冲击强度最好的塑 料。
无缺口冲击强度
为什么PC会具有高抗冲击性能？ 拉伸强度与冲击强度在受力方式上有什么区别？
PC的原纤维 增强骨架间 存在着大量 的微孔隙
原纤维结构易滑移－ 吸收冲击能量
微孔隙本身的变形也 吸收冲击能量
PC具有很高的 抗冲击强度
电绝缘性
高强度 纤维增强PC具有 与金属材料类似 的力学性能
电子电器的零部件、薄膜制造电容器、录 音、录像带 VCD、DVD光盘。
制造承载的机械零部件：齿轮、 轴承、轴承、轴套；发动机零部 件。
作业
分析比较造成PE、PS和PC容易发生应力 开裂原因的异同点。
分析比较PC、PA、ABS和具有高抗冲击 性能的微观结构原因。
<三> 热性能 具有较好的耐热性和耐寒性，可以在-
100～130oC范围内使用； 强度随温度的变化较小；
线膨胀系数较小；
导热性在聚合物中居中。
<四> 电性能 PC是弱极性的高分子材料，电性能不如小、Tg高，在很宽的温度范围 和潮湿的条件下可保持良好的电性能。
<二> 聚集态结构 1. 基本特征
分子链比较 刚硬
PC很难结晶、是无定形高分 子材料
分子间有较强 的作用力
2. 超分子结构
Flory提出的无定形高 聚物的无规线团结构 模型。
最长2微米
宽0.05 微米
PC容易形成分子链束——原纤维结构
微空隙
低密度区 纤维原结构
PC的是有进入和未进入原纤维结构高分子组成 的无定形高分子材料。
第二章 热塑性塑料
第七节 聚碳酸酯 7.1 聚碳酸酯的定义和聚合 7.2 聚碳酸酯的结构 （重点） 7.3 聚碳酸酯的性能 （重点） 7.4 聚碳酸酯的改性与应用
7.1 聚碳酸酯的定义与聚合
<一> 定义 分子主链中含有碳酸酯基的聚合物统称
为聚碳酸酯，可看作二羟基化合物与碳酸的 缩聚产物。英文为Polycarbonate，缩写PC。 是用量第二大的工程塑料。
<六> 耐候性 PC分子主链上无仲、叔碳原子，抗氧化
性强，
无双键、具有良好的耐臭氧性；
在较干燥条件下，具有优异的耐候性； 但在潮湿环境下，容易气候老化；
PC对紫外光有很强的吸收作用。
<七> 加工性能
PC分子链刚性大，熔体黏度高；
PC的熔体更接近牛顿流体，提高温度比 增大压力更能降低熔体黏度；
PC的介电常数在教宽范围内保持不变， 适合做电容器。
PC的电性能优良。
<五> 耐化学药品性 PC的耐化学药品性一般； 常温下耐水、脂肪烃类、油类、醇类； 酮类、芳香烃类、酯类可使之溶胀； 极性有机溶剂可以溶解PC； PC在与一些溶剂接触时会产生应力开裂； 在高温下，PC容易水解，耐沸水性不好。 不耐碱，稀氢氧化钠、稀氨水可使之水解。
2. PC合金
PC/PE合金：
PE含量不超过10％；提高加工流动、耐 应力开裂、耐沸水性、电绝缘性、冲击 强度提高，但耐热性会降低。
PC/ABS合金：
ABS含量不超过30％，提高加工流动性， 但力学性能和耐热性下降。
<二> 应用
透明
大型灯罩、防护玻璃、照相器材、眼科用玻璃
抗冲击 耐热性
飞机坐舱玻璃，天窗。 纯净水、矿泉水筒、热水瓶、透明餐具
2.0×105的
PC
2. 酯交换法（熔融缩聚法）
碳酸二苯酯
分子量为2.5～5×104的PC。不使用溶剂、也不 使用有毒的光气、聚合反应过程比较环保。是目前PC 合成的一个发展方向。
7.2 聚碳酸酯的结构
<一> 链结构
苯环—刚性基团 醚氧键—提高 极 性 基 团 —
链柔性
提高分子间 作用力
总体来讲，双酚A型的聚碳酸酯是刚性较强的 分子链。Tg～150oC。
7.3 聚碳酸酯的性能
<一> 基本特征 聚碳酸酯为透明的硬而韧的颗粒。 可见光透光率接近90%。 密度为1.2g.cm-3。
<二> 力学性能
PS
PA
PC
硬质PVC
软质PVC PTFE
聚碳酸酯是硬而 韧的高聚物：其抗
PC虽然吸湿性很小，但因为容易高温水 解，即使微量的水分也要在加工前尽量 去除（含水率要<0.02％）；
光气法PC的分子量较高且分布宽；而酯 交换法PC的分子量较低且分布窄，加工 特性不同。
PC的分子链刚硬，成型冷却后易残余很 大的内应力。
降低内应力的方法：提高熔体温度、提 高模具温度、制品成型后热处理。
PC是无定形聚合物，其制品的尺寸稳定 性较好。
PC与金属的黏附性很强，生产结束后应 趁热清理料筒。
7.4 聚碳酸酯的改性与应用
<一> 改性 PC的缺点： 制品残余内应力大、不耐溶剂、高温易
水解；不耐磨损。 1. 纤维增强PC：玻璃纤维、碳纤维等 拉伸强度、弯曲强度、耐热性、耐应力
开裂性可明显提高、减少吸湿性和膨胀 系数；抗冲击性和加工性会降低。
O
OROC
n
R代表二羟基化合物的主体部分，R可以属于脂 肪族、脂环族、芳香族或脂肪-芳香族。迄今最普遍 的是双酚A型聚碳酸酯。
<二> PC的聚合
由于碳酸不能稳定存在，所以不能通过 二羟基和碳酸直接缩聚。
1.光气法： 目前约90 ％的PC用 该法合成。
双酚A
4,4‘-二羟-2， 2’-二苯基丙烷
可得分子 光气 量 为 1.5 ～
拉、抗弯、抗压强度 和硬度较高。
PC 是 热 塑 性 塑 料 中 抗冲击强度最好的塑 料。
无缺口冲击强度
为什么PC会具有高抗冲击性能？ 拉伸强度与冲击强度在受力方式上有什么区别？
PC的原纤维 增强骨架间 存在着大量 的微孔隙
原纤维结构易滑移－ 吸收冲击能量
微孔隙本身的变形也 吸收冲击能量
PC具有很高的 抗冲击强度
电绝缘性
高强度 纤维增强PC具有 与金属材料类似 的力学性能
电子电器的零部件、薄膜制造电容器、录 音、录像带 VCD、DVD光盘。
制造承载的机械零部件：齿轮、 轴承、轴承、轴套；发动机零部 件。
作业
分析比较造成PE、PS和PC容易发生应力 开裂原因的异同点。
分析比较PC、PA、ABS和具有高抗冲击 性能的微观结构原因。
<三> 热性能 具有较好的耐热性和耐寒性，可以在-
100～130oC范围内使用； 强度随温度的变化较小；
线膨胀系数较小；
导热性在聚合物中居中。
<四> 电性能 PC是弱极性的高分子材料，电性能不如小、Tg高，在很宽的温度范围 和潮湿的条件下可保持良好的电性能。
<二> 聚集态结构 1. 基本特征
分子链比较 刚硬
PC很难结晶、是无定形高分 子材料
分子间有较强 的作用力
2. 超分子结构
Flory提出的无定形高 聚物的无规线团结构 模型。
最长2微米
宽0.05 微米
PC容易形成分子链束——原纤维结构
微空隙
低密度区 纤维原结构
PC的是有进入和未进入原纤维结构高分子组成 的无定形高分子材料。
第二章 热塑性塑料
第七节 聚碳酸酯 7.1 聚碳酸酯的定义和聚合 7.2 聚碳酸酯的结构 （重点） 7.3 聚碳酸酯的性能 （重点） 7.4 聚碳酸酯的改性与应用
7.1 聚碳酸酯的定义与聚合
<一> 定义 分子主链中含有碳酸酯基的聚合物统称
为聚碳酸酯，可看作二羟基化合物与碳酸的 缩聚产物。英文为Polycarbonate，缩写PC。 是用量第二大的工程塑料。
<六> 耐候性 PC分子主链上无仲、叔碳原子，抗氧化
性强，
无双键、具有良好的耐臭氧性；
在较干燥条件下，具有优异的耐候性； 但在潮湿环境下，容易气候老化；
PC对紫外光有很强的吸收作用。
<七> 加工性能
PC分子链刚性大，熔体黏度高；
PC的熔体更接近牛顿流体，提高温度比 增大压力更能降低熔体黏度；
PC的介电常数在教宽范围内保持不变， 适合做电容器。
PC的电性能优良。
<五> 耐化学药品性 PC的耐化学药品性一般； 常温下耐水、脂肪烃类、油类、醇类； 酮类、芳香烃类、酯类可使之溶胀； 极性有机溶剂可以溶解PC； PC在与一些溶剂接触时会产生应力开裂； 在高温下，PC容易水解，耐沸水性不好。 不耐碱，稀氢氧化钠、稀氨水可使之水解。
2. PC合金
PC/PE合金：
PE含量不超过10％；提高加工流动、耐 应力开裂、耐沸水性、电绝缘性、冲击 强度提高，但耐热性会降低。
PC/ABS合金：
ABS含量不超过30％，提高加工流动性， 但力学性能和耐热性下降。
<二> 应用
透明
大型灯罩、防护玻璃、照相器材、眼科用玻璃
抗冲击 耐热性
飞机坐舱玻璃，天窗。 纯净水、矿泉水筒、热水瓶、透明餐具
2.0×105的
PC
2. 酯交换法（熔融缩聚法）
碳酸二苯酯
分子量为2.5～5×104的PC。不使用溶剂、也不 使用有毒的光气、聚合反应过程比较环保。是目前PC 合成的一个发展方向。
7.2 聚碳酸酯的结构
<一> 链结构
苯环—刚性基团 醚氧键—提高 极 性 基 团 —
链柔性
提高分子间 作用力
总体来讲，双酚A型的聚碳酸酯是刚性较强的 分子链。Tg～150oC。