聚碳酸酯的结晶性能

石油化工

PETROCHEMICAL TECHNOLOGY

1999年 第28卷 第8期 vol.28No.8 1999

聚碳酸酯的结晶性能

南爱玲　饶国瑛　肖可菊

摘要　用红外光谱法、电镜和偏光显微镜法对美国GE公司一种双酚A型聚碳酸酯（PC）结晶性能进行了研究。结果表明，室温下样品存在着微相结晶，该结晶对应的红外吸收谱带为　1289，1308，1460　cm－1。原位动态红外结果表明，该结晶谱带峰强随温度升高而减小，至熔融温度（～240　℃）基本消失，降温又出现，且随温度降低而增大。不同条件下PC溶液结晶形态不同。

关键词　双酚A型聚碳酸酯　结晶性能　微晶　原位动态红外光谱法

Studies on the Crystallinity of Polycarbonate

NAN Ai－ling，RAO Guo－ying and XIAO Ke－ju

（Department of Applied Chemistry，Beijing University of Chemical Technology，Beijing

100029）

Abstract　With FT－infrared（general，in－situ dynamic），electron microscope（EM），and polarization microscope，we have studied the crystallinity of one BPA－PC sample，prepared by GE Co．，USA．The results show that there are crystallites in the sample at ambient temperature，with corresponding IR absorption spectra of 1289，1308 and 1460 cm－1．The intensity of this absorption peak decreases with rising temperature，and the peak disappears at the melting temperature range．As temperature declines the peak reappears with gradual increase in intensity．The form of the crystal from the solution of PC changes with the crystallization conditions．

Keywords：BPA－PC，crystallinity，crystallite，in－situ dynamic IR

双酚A型聚碳酸酯（PC）是具有综合均衡的优良性能的工程塑料。PC产品通常为透明的无定形态，但其在一定条件下可结晶［1］。研究结晶情况对于用作光学玻璃替代品的PC具有很大意义。此外结晶与变形破坏等PC物理机械性能亦有密切关系［2］。对结晶的研究，尤其结晶与温度关系的研究，对PC分子结构设计及成型加工工艺条件的选择均有一定指导意义。

1　试验部分

1.1　原料和试剂

聚碳酸酯：光气法，美国GE公司，M n＝24　500；三氯甲烷：AR，北京化工厂

产；1，1，2，2－四氯乙烷：CR，上海试剂一厂产；苯酚：AR，北京求贤化工试剂厂产。

1.2　仪器设备

傅立叶变换红外光谱仪，美国Nicolet公司60SXB；动态池，自制，智能程序升温控制仪，中科院山西煤炭化学研究所PTC－1；偏光显微镜，Leitz公司SM－LUX－POL；透射电镜，日立H－800；扫描电镜，英国剑桥S－250MK3。

1.3　试验方法和条件

原位动态红外光谱法：将样品配成　0．006　g／ml的CHCl3溶液，取出三滴滴加到KBr盐片上并铺展开，待CHCl3挥发后加盖另一片KBr盐片，小心放于动态池中，将池置于红外谱仪中，以　3　℃／min速率升温（温度范围：室温～240　℃），每隔　5　℃记录一次样品红外光谱。

透射电镜考察样品结晶情况：样品于　115～220　℃下热压成膜后切片，部分切片进行RuO4染色，用透射电镜观察染色与未染色切片相态，并进行电子衍射分析。

溶液结晶考察：将PC配成质量分数为0.1％的苯酚－四氯乙烷（质量比为3∶2）溶液［3］，在玻璃片上滴加适量该溶液，分别于　50　℃、100　℃下于恒温烘箱中恒温挥发成膜后，用偏光显微镜和扫描电镜考察其结晶形态。

2　结果与讨论

2.1　PC结晶存在性的确定

图1为样品热压膜切片电子衍射图，图2、图3分别为钌染色和未染色透射电镜照片。由图1中清晰衍射环及图2、图3的区别可见样品中存在结晶［4］。样品中非晶部分可染色而结晶部分染不上色，故图2中较亮之处为结晶部分。并对其进行图像分析，得到该结晶颗粒尺寸小于　2　nm，故称之为微晶。

图1　样品电子衍射图

图2　钌染色透射电镜照片

图3　未染色透射电镜照片

2.2　PC结晶程度随温度变化考察

2.2.1　结晶对应的红外吸收谱带的确定

图4为样品在不同条件下的红外谱图。由图4可见，在熔融温度及熔融后液氮冷却的条件下，室温时存在的吸收谱带　1289，1308，1460　cm－1基本消失。由此确定它们为样品结晶对应的红外吸收谱带，选取吸收峰　1289　cm－1对结晶程度随温度变化情况进行考察。

图4　样品的红外光谱图

1为　240　℃下恒温数分钟后液氮骤冷；

2为室温；3为　240　℃

2.2.2　结晶程度随温度变化考察

图5为样品结晶程度随温度变化的动态红外谱图。图6为吸收峰在　1289　cm－1处峰高与温度（H1289～t）曲线。由二图可见各样品的结晶程度随温度的升高而减小，至熔融温度（220～240　℃），1289　cm－1峰消失，降温又出现（温度低于　220　℃）并且随温度进一步降低峰强增大。