化工领域的新材料PC聚碳酸酯PC课案
材料为pc课程设计
材料为pc课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握PC材料的基本概念、特性和应用,能够分析PC材料的优缺点,并了解其在工程领域的应用。
具体目标如下:1.知识目标:–了解PC材料的基本概念和定义;–掌握PC材料的特性,如强度、韧性、耐热性等;–了解PC材料的应用领域,如建筑、汽车、电子等。
2.技能目标:–能够分析PC材料的优缺点,选择合适的PC材料用于工程设计;–能够运用PC材料的基本知识解决实际问题。
3.情感态度价值观目标:–培养学生的创新意识,鼓励他们积极探索PC材料的新应用;–培养学生的团队合作精神,通过小组讨论和实验等方式共同解决问题。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括PC材料的基本概念、特性和应用。
具体内容如下:1.PC材料的基本概念:介绍PC材料的定义、分类和制备方法。
2.PC材料的特性:讲解PC材料的力学性能、热性能、电性能等。
3.PC材料的应用:介绍PC材料在建筑、汽车、电子等领域的应用实例。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法:1.讲授法:教师通过讲解PC材料的基本概念、特性和应用,引导学生掌握知识。
2.案例分析法:教师通过分析实际案例,让学生了解PC材料在工程领域的应用。
3.实验法:学生通过实验操作,观察PC材料的性能,增强对知识的理解。
4.小组讨论法:学生分组讨论问题,培养团队合作精神,提高解决问题的能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统的知识体系。
2.参考书:提供相关的参考书籍,拓展学生的知识面。
3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,生动展示PC材料的性能和应用。
4.实验设备:准备实验器材,让学生亲身体验PC材料的特性。
5.网络资源:利用互联网资源,为学生提供更多的学习资料和信息。
五、教学评估为了全面反映学生的学习成果,本节课的教学评估将采用多种方式,包括平时表现、作业和考试。
聚碳酸酯_PC_溶解
聚碳酸酯 PC 溶解聚碳酸酯(PC)是一种常见的工程塑料,具有优秀的物理性能和化学性能,在工业生产中被广泛应用。
PC具有高强度、优异的耐热性和耐冲击性,因而在制造领域有着重要的地位。
然而,有时候在工程实践中,我们需要对PC进行加工或再利用,这就需要对PC的溶解性质有深入了解。
PC是一种难以溶解的塑料,常见的有机溶剂如丙酮、甲醇、乙醚等对PC的溶解性很差。
由于PC具有极高的玻璃化转变温度,使得在室温下难以使其软化,从而增加了其溶解的难度。
然而,虽然PC本身难以直接在一般有机溶剂中溶解,但通过一些特殊的方法,我们还是可以实现PC的溶解。
一种可行的方法是利用碱性物质。
在碱性溶液中,PC会发生水解反应,从而使其变得可溶于水。
然而,需要注意的是这种水解反应需要在高温和高压下进行,且水解所得产物可能会引起PC的降解。
因此,这种方法在实际应用中较少使用,需要谨慎操作。
另一种常见的PC溶解方法是利用有机溶剂与助溶剂的复配。
有机溶剂虽然不能直接溶解PC,但通过配合助溶剂,可以有效提高PC在有机溶剂中的溶解性。
例如,可以将PC与丙酮、二甲苯等有机溶剂混合,并加入少量增塑剂或溶解助剂,通过加热和搅拌来促使PC部分溶解于溶剂中。
这种方法操作简单,常用于实验室研究或小规模生产中。
除此之外,还有一种比较特殊的方法,即通过熔融法溶解PC。
PC具有较高的玻璃化转变温度,所以当加热PC至其玻璃化转变温度以上时,PC分子会发生熔化并变得可塑化。
在高温下,PC分子之间的相互作用减弱,就可以通过机械搅拌或其他方式将PC熔融。
这种方法虽然效果好,但需要高温条件和专业设备,不易推广应用。
总的来说,PC作为一种重要的工程塑料,在生产和加工中有着重要作用。
虽然PC 本身具有较高的耐热性和耐腐蚀性,但在需要溶解处理时,可以选择适当的方法来实现。
通过合理选择溶解方法,可以更好地利用PC的优异性能,推动工程领域的发展。
1。
3聚碳酸酯(PC).PPT解析
2. 结晶性
双酚 A 型聚碳酸酯大分子链较僵硬,结晶 比较困难,一般多为无定形聚合物。但是, 当分子量较低时,还是有结晶的趋势。
3. 机械性能
聚碳酸酯的机械性能优良,尤为突出的 是它的冲击强度和尺寸稳定性,在广阔的温 度范围内仍能保持较高的机械强度;其缺点 是耐疲劳强度和耐磨性较差,较易产生应力 开裂现象。
4. 热性能
在通用工程塑料中,聚碳酸酯的耐热性还算 是较好的,其热分解温度在300 ℃以上,长期工 作温度可高达120 ℃,同时,它又具有良好的耐 寒性,脆化温度低达-100 ℃,其长期使用温度范 围是-60120 ℃。
5. 电性能
聚碳酸酯的分子极性小,玻璃化转变 温度高、吸水性低,因此具有优良的电绝
4
存在的缺陷
因抗疲劳强度差,容易产生应力 开裂,抗溶剂性差,耐磨性欠佳。
5
应用
自工业化以来,PC受人们青睐,已在国民经济各 个领域,包括电子、电气、汽车、建筑、办公机械、 包装、运动器材、医疗保安、日用百货、食品等部门 内获得了普遍应用,并呈现出不断扩大的势头。
黑角PSP聚碳酸酯保护壳
阻燃PC
芳香族聚碳 酸酯
3
聚碳酸酯的性能
PC是一种综合性能优良的无定形热塑性工程塑 料。
冲击韧性 电绝缘性 透明性
使用温度范围宽
尺寸稳定性
机械强度好 耐候性 自熄性
良好的耐蠕变性
低吸水性
无毒性
1. 物化性能
纯聚碳酸酯树脂是一种无定形、无味、无臭、无毒、透明的热塑性聚合物,分子量一 般在20000-70000 范围内,相对密度1.18-1.20,玻璃化转变温度 140-150 ℃,熔程220230 ℃。聚碳酸酯具有一定的耐化学腐蚀性,耐油性优良,由于聚碳酸酯的非结晶性,分 子间堆砌不够致密,芳香烃、氯代烃类有机溶剂能使其溶胀或溶解,容易引起溶剂开裂现 象。
复合材料—聚碳酸酯PC
好,用热水和腐蚀性溶液洗涤处理时不变形且保 持透明的优点,目前一些领域PC瓶已完全取代玻 璃瓶。 • ⑹ 用于电子电器领域 • 由于聚碳酸酯在较宽的温、湿度范围内具有良好 而恒定的电绝缘性,是优良的绝缘材料。同时, 其良好的难燃性和尺寸稳定性,使其在电子电器 行业形成了广阔的应用领域。聚碳酸酯树脂主要 用于生产各种食品加工机械,电动工具外壳、机 体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸尘器零件等。 而且对于零件精度要求较高的计算机、视频录像 机和彩色电视机中的重要零部件方面,聚碳酸酯 材料也显示出了极高的使用价值。
• 世界聚碳酸酯的应用研究开发工作非常活跃, 向多功能化、专用化方面发展,尤其是光盘 级聚碳酸酯的应用研究备受各国的重视。世 界聚碳酸酯生产和消费结构正在迅速发生变 化,由以往的欧洲和北美市场转移到了亚洲 市场,需求则以东亚和中国为重心。目前全 球聚碳酸酯的消费结构为: 玻璃/板材约占 19%、光学材料约占4%,汽车约占13%, 电子电气约占19%,其他约占25%。
聚碳酸酯具有良好的抗冲击抗热畸变性能而且耐候性好硬度高因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件其主要集中在照明系统仪表板加热板除霜器及聚碳酸酯合金制的保险杠等由于聚碳酸酯制品可经受蒸汽清洗剂加热和大剂量辐射消毒且不发生变黄和物理性能下降因而被广泛应用于人工肾血液透析设备和其他需要在透明直观条件下操作并需反复消毒的医疗设备中
成员及分工
• 搜集资料 • 整理资料 • 制作PPT • 主讲
魏尧 李培 张士玉 李秀秀 张倩 赵美红 邹海霞 侯艳丽
合成
• 1 光气(界面缩聚)法 • 双酚A与NaOH 溶液反应, 制成双酚A 钠盐。将
双酚A 钠盐送入光气反应釜, 通入有机溶剂二氯 甲烷, 在光气反应釜中形成有机相和无机相二相, 光气溶于二氯甲烷中。 • 双酚A 和光气在有机相和无机相的界面进行反 应生成聚碳酸酯齐聚物, 然后在缩聚釜中将低分 子聚碳酸酯缩聚成高分子聚碳酸酯。 • 产物聚碳酸酯进入有机相被溶解, 副产物氯化钠 溶于无相。有机相经洗涤、脱盐、脱溶剂、沉 淀、干燥等工序后聚碳酸酯成粉状, 再经挤出造 粒而形成聚碳酸酯树酯。
工程塑料ABS聚碳酸酯PC29页PPT
明显的屈服点,强度很高,断裂伸长率较大。
PC的耐蠕变性优于PA和POM,尺寸稳定性高,而耐疲劳强
度较低、缺口敏感性高、耐磨性较差。
PC的耐应力开裂性较差,主要是PC熔体粘度大,成型时
易产生内应力,内应力使分子间力和链的缠结数减少,在
外力作用下,承受点减少,易断裂。
增加分子量有利于改善应力开裂性能。
返回
PC吸水性高于聚烯烃,但不影响尺寸稳定性。一般 PC吸水率0.15%,25℃是吸水率0.34%,100℃时为 0.48%。能耐60℃热水,在更高温度水中易开裂。树 脂中杂质可以与水反应,降低机械性能。
返回
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2.2.3 聚碳酸酯PC
10.透气性
PC的气密性良好,其透气性与气体的分子量和性质 有关。由于水的极性强,CO2与PC的结构相近,因此 ,其透过量要高些。
在 120℃ 加 热 后 , 电 性 能 也 基 本 保 持 不 变 ; 在 -40~-
120℃的低温下,体积电阻率仅比常温下稍有降低;在
电场电压为2kV/mm内,体积电阻率与电压无关,受湿
度影响很小。
返回
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2.2.3 聚碳酸酯PC
9.稳定性
PC加工温度高(300℃或更高),在存在水、铁或残 余碱等杂质的情况下,树脂易变黄,分子量降低。碱 的存在会引起变黄、支化和交联。
PC材料不变形监视窗
返回
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2.2.3 聚碳酸酯PC
7.耐老化性和阻燃性 PC耐候性较好,对热、空气、臭氧稳定性很好。制
品在室外暴露1年,机械性能基本不变。但较长时间暴 露于紫外光时,会因光氧化反应而发黄、降解、变脆 。故常加入光稳定剂、热稳定剂等以改善其性能。
PC可燃,燃烧时火焰呈淡黄色,离开火焰后立即自 动熄灭。
《聚碳酸酯》PPT课件
化以来,颇受人们的青睐。目前世界上聚碳酸酯产能
已达250万~280万吨,年需求量为300万吨左右,已
在国民经济各个领域,包括电子、电气、汽车、建筑、
办公机械、包装、运输器械、医疗保安、日用百货、
食品等部门内获得了普遍应用,并呈现出不断扩大的
势头。
精选课件ppt
2
当前,PC的应用正迅速扩展到航空、航天、电 子计算机、光盘等许多高新技术领域,尤其在光盘 的使用上,发展速度惊人。在汽车窗玻璃的应用也 已经变为现实。同时PC还可与其它许多树脂共混 而形成共混物合金,改善其抗溶剂性及耐磨性等较 差的缺点,性能会更加完善,适应更多特定应用领 域对成本和性能的要求。
精选课件ppt
3
聚碳酸酯(PC)是分子链的重复结构单元为碳酸酯 的聚合物。对于二羟基化合物线性结构的聚碳酸 酯,其通式为:
式中R代表二羟基化合物HO-R-OH的母核,随着 R集团的不同,可分为:
⑴ 脂肪族聚碳酸酯:(R为 [CH2]m)熔点低,亲 水性强,热稳定性和力学强度稍差,不能作为工 程塑料使用。
进入新世纪后,为了提高我国PC的工业技术水平,开始
大规模的引进国外相关先进技术和设备。2006年拜耳在上海
的PC工厂将投入生产,加上帝人在嘉兴的工厂,国内PC生
产能力将达到20万t/ a。
旭化成在大连的项目和燕山石化与三菱合资的PC项目都
在实施中;蓝星公司建厂条件正在逐步落实;吉化公司、聚
银公司等一批PC建设项目也在规划之中。
(1)苯基:苯基是芳香族PC主链中难以弯曲的刚性部分,
能阻碍分子的内旋转。它提高了分子链的刚性,增大了聚合
物的机械强度、耐热性、耐化学药品性、耐候性和尺寸稳定
性,降低了它在有机溶剂中的溶解性和吸水性。
材料为pc课程设计
材料为pc课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解PC材料的基本概念、分类和特性,掌握其在工程和日常生活中的应用。
2. 使学生了解PC材料的发展历程,理解我国在PC材料领域的发展现状及趋势。
3. 帮助学生掌握PC材料的制备方法、性能测试及评价方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际工程问题的能力,提高学生的创新意识和实践能力。
2. 培养学生查阅相关资料、整理和分析数据的能力,提高学生的信息素养。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对材料科学的兴趣和热爱,激发学生投身科学研究的热情。
2. 增强学生的环保意识,培养学生关注社会、关爱环境、节约资源的价值观。
3. 培养学生的团队协作精神和沟通能力,提高学生的人际交往能力。
课程性质:本课程为学科拓展课程,旨在帮助学生拓宽知识视野,提高实践能力。
学生特点:学生具备一定的物理、化学基础知识,对新材料和新工艺具有好奇心,但可能缺乏实际操作经验。
教学要求:结合学生实际情况,注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,提高学生的参与度。
通过小组讨论、实验操作等形式,培养学生的实践能力和团队协作精神。
在教学过程中,关注学生的个体差异,鼓励学生提问、发表见解,提高学生的自主学习能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. PC材料的基本概念与分类:讲解PC材料的定义、组成、分类及性能特点,结合教材相关章节,让学生了解PC材料的基本知识。
2. PC材料的应用领域:介绍PC材料在电子产品、汽车、建筑、医疗器械等领域的应用,以实际案例激发学生的兴趣。
3. PC材料的制备方法:讲解PC材料的合成方法、成型工艺及改性技术,结合教材内容,让学生掌握制备工艺对材料性能的影响。
4. PC材料的性能测试与评价:学习PC材料力学、热学、电学等性能测试方法,以及性能评价标准,培养学生实验操作能力。
5. 我国PC材料发展现状及趋势:分析我国在PC材料领域的发展历程、现状及未来趋势,增强学生的民族自豪感。
聚碳酸酯工艺设计
聚碳酸酯工艺设计摘要聚碳酸酯是由双酚A钠盐与光气进行反应,产物简聚体进行缩聚反应获得。
本设计聚碳酸酯厂工艺设计,主要进行了工艺计算、设备选型,并绘制了全厂平面布置图、带控制点的工艺流程图、车间的立面图和平面图。
关键词:聚碳酸酯,双酚A,工艺一、课题背景聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物,根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。
其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低,从而限制了其在工程塑料方面的应用。
目前仅有芳香族聚碳酸酯获的了工业化生产。
聚碳酸酯是一种性能优异的通用工程塑料,自问世以来迅速在发达国家形成产业化生产,且技术持续发展,装置规模不断扩大。
由于聚碳酸酯光学透明性好、抗冲击强度高,并具有优良的热稳定性、耐蠕变性、抗寒性、电绝缘性和阻燃性等特点,使之在透明建筑板材、电子电器、光盘媒介、汽车工业等领域得到广泛应用。
聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展,目前已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品各自专用的品级牌号。
我国在聚碳酸酯研发上虽起步较早,先后有不少企业进行研发生产,但由于工艺技术落后、生产装置规模较小、产能低、产品质量差,目前仅剩一家企业维持生产,国内市场所需的聚碳酸酯不得不大量依赖进口。
因此,大力加强聚碳酸酯研发,加速实现其规模产业化,已成为国家的重要战略需求。
我国聚碳酸酯长期依赖国外进口,2000年进口量为23万吨,到2008年增至101.7万吨,增长了近4倍,2008年国内聚碳酸酯的表观消费量接近80万吨,未来几年将保持10-15%的增长率。
中国聚碳酸酯的产能仅为26万吨,而且绝大部分为合资或独资企业,对外依存度非常高。
对我国聚碳酸酯生产企业来讲,加快技术进步已刻不容缓。
二、聚碳酸酯产业的现状由于世界金融市场处于混乱状态,2009年亚洲双酚A(BPA)市场,将继续面临困难时期的挑战,除非经济走势上行,来自下游环氧树脂和聚碳酸酯(PC)工业的需求才会稍有提升。
《聚碳酸酯合成》课件
双酚A
双酚A是聚碳酸酯合成中的另一种重要原料,它能够与苯酚和 碳酸二甲酯反应生成二羟基苯甲酸盐,进而聚合形成聚碳酸 酯。
双酚A的纯度和质量对聚碳酸酯的合成和性能具有重要影响, 因此需要选择高品质的双酚A作为原料。
04
聚碳酸酯合成工艺流程
酯交换阶段
酯交换反应
在催化剂的作用下,双酚A和碳酸二苯酯经 过酯交换反应,生成碳酸双酚A和苯酚。
酯交换温度
酯交换反应温度通常控制在120-150℃,以促进反 应进行。
酯交换产物
生成的碳酸双酚A是聚碳酸酯合成的重要中 间产物。
缩聚阶段
聚合反应
在催化剂的作用下,碳酸双酚A经过聚合反应,生 成低分子量预聚物。
缩聚温度
缩聚反应温度通常控制在200-280℃,以促进聚 合反应进行。
缩聚产物
生成的低分子量预聚物是聚碳酸酯合成的重要中 间产物。
详细描述
聚合反应温度过高可能导致聚合物降解和颜色加深,而温度过低则可能导致聚合不完全和产品性能下降。因此, 需要选择适当的反应温度,通常在200-300°C之间,并根据具体聚合条件进行调整。
催化剂的选择与使用
总结词
催化剂的选择和使用对聚碳酸酯的合成效率和产品质量具有重要影响。
详细描述
选择合适的催化剂可以提高聚合反应速率和聚合物分子量,同时降低副反应的发生。常见的催化剂包 括有机锡、钛酸酯等。在使用时,应控制催化剂的用量,避免过量导致聚合物性能下降。
详细描述
光气法是以光气和双酚A为原料,在严格控制的反应条件下进行聚合反应,生成 聚碳酸酯。该方法具有较高的生产效率和产品质量,是目前聚碳酸酯合成的主 要方法之一。
酯交换法
总结词
酯交换法是一种环保型的聚碳酸酯合 成方法,具有较低的能耗和污染。
聚碳酸酯PPT课件
剧毒气态物质;极其活泼,极易与多种胺类、醇类及其 它一些化合物反应,生成酮、酯、酸等;遇热分解、遇水 发生剧烈反应,产物有很强的腐蚀性。
8
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二、聚碳酸酯的合成
光气法
PC
的
合
成
方
法
酯交换法
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1. 酯交换法
又叫熔融缩聚法,在碱性催化剂存在下,由双 酚A与碳酸二苯酯(1:1.05mol)在高温、高真空度 条件下,经酯交换反应(余压1.33~6.65kPa;175~ 230℃)和缩聚反应(余压小于133Pa;295~300℃)而 生成PC的一种工艺过程。
四、PC的物理改性 PC的物理改性方法
填充改性 增强改性 共混改性(又称合金化)
在复合改性中,单纯利用填料进行填充改性 的方法很少使用,所以目前主要集中在增强 和共混改性方面,尤其是共混改性。
25
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1 纤维增强PC
为显著提高拉伸强度、弯曲强度及其模量等机械性能, 在PC树脂中加入纤维状物质(如GF、CF、硼纤维、 石棉纤维等),便可得到增强PC。在市场经济条 件下,评价材料时往往考虑性能/价格比。由于GF 机械强度高、耐热性好、吸水性小、尺寸稳定性 优良、价格低廉,因此,增强PC主要用GF及其 织物来制造。
亦称二酚基丙烷(disphenylol propane)。
CH3
HO
C
OH
CH3
通常由苯酚与丙酮经酸性物质催化缩合而成,是一种 重要化工原料。
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3. 光气(Phosgene),学名碳酰氯(Carbonyl chloride)或 氯代甲酰氯(Chloroformyl chloride)。结构式为
化工领域的新材料PC聚碳酸酯PC课案
对未来发展的展望
技术创新:PC聚碳酸酯PC将不断涌现出新的技术和产品,以满足不断变化的市场需求。
环保趋势:随着环保意识的提高,PC聚碳酸酯PC将更加注重环保和可持续发展,采用更加环保 的材料和生产工艺。
定制化需求:随着消费者需求的多样化,PC聚碳酸酯PC将更加注重产品的定制化和个性化,以 满足不同消费者的需求。
市场需求
全球PC聚碳酸酯PC市场规模持续增长 市场需求驱动因素:环保、高性能、低成本 聚碳酸酯PC在汽车、电子、建筑等领域广泛应用 中国市场占比逐年提高,成为全球最大的PC聚碳酸酯PC消费国
市场趋势
全球PC聚碳酸酯PC市场规模持续增长 市场需求多样化,推动产品创新 环保法规趋严,促进绿色PC聚碳酸酯PC的发展 中国市场成为全球PC聚碳酸酯PC的重要增长点
跨界合作:PC聚碳酸酯PC将与其他行业进行更多的跨界合作,开拓更广泛的应用领域和市场空 间。
THANKS
汇报人:XX
轻量化:通过采用 新型的PC聚碳酸 酯PC材料和加工 技术,实现产品的 轻量化,降低能耗。
智能化:将PC聚 碳酸酯PC材料与 传感器、执行器等 智能器件集成,实 现产品的智能化。
可持续发展趋势
环保需求:PC聚碳酸酯PC的环保性能使其成为未来可持续发展的理想选择。 循环经济:PC聚碳酸酯PC的可回收性有助于推动循环经济的发展。 创新技术:随着科技的不断进步,PC聚碳酸酯PC的生产技术将更加环保和高效。 市场需求:随着人们对环保意识的提高,PC聚碳酸酯PC的市场需求将进一步增加。
市场前景
市场需求持续增长 竞争格局日益激烈 技术创新推动市场发展 环保法规对市场的影响
竞争格局
聚碳酸酯PC行业的市场规模和 增长率
主要生产商的市场份额和销售 收入
PC生产工艺PPT课件
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6
• 酯交换熔融缩聚法简称酯交换法,又称本 体聚合法.是一种间接光气法工艺。以苯 酚为原料,经光气法反应生成碳酸二苯酯 (DPC);然后在微量卤化锂或氢氧化锂等催 化剂和添加剂存在下与双酚A在高温、高真 空下进行酯交换反应,生成低聚物;再进 一步缩聚制得PC产品。
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• 优点:效率高,节省原材料,节约能源和 资源,成本低。
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• 4、尿素一甲醇法 该方法由日本三菱瓦斯化 学公司开发成功。由尿素醇解合成碳酸二 正丁酯或碳酸二异戊酯,再与苯酚酯交换 合成DPC.DPC再与BPA反应得到PC。
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• 特点:与DMC相比,碳酸二正丁酯的沸点 更接近合成DPC的反应温度.且反应体系 中不形成共沸物。产物易于分离,有较强 竞争力。如果能提高总的转化率和选择性, 做好氨气的回收再利用工作,该法将很有 前途。
两种单体分别溶解在水及与水不相混溶的有机溶 剂中,在常温常压下,在水和有机溶剂的界面进 行缩聚反应的方法。它可使许多在高温下不稳定 因而不能采用熔融缩聚方法的单体顺利地进行缩 聚反应,由此扩大了缩聚单体的范围。界面缩聚 的设备比较简单,反应进行迅速,又比较容易得 到高分子量的聚合物。它适用于合成聚酰胺、聚 芳酯、聚碳酸酯、聚亚胺酯等,工业产品聚碳酸 酯和Nomex纤维就是用此法生产的。
PC生产工艺酸酯,是一种无色透明的无 定性热塑性材料,化学名为2,2‘-双(4-羟基 苯基)丙烷聚碳酸酯。
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2
• PC是一种重要的热塑性工程塑料,其生产 方法主要有溶液光气法、酯交换熔融缩聚 法、界面缩聚光气法、非光气酯交换熔融 缩聚法等,其中非光气法是今后的发展方 向。
聚碳酸酯 初中八年级化学微格教案
微格教学教案(10分钟)设计者:XXXX 教学对象:初二学生科目:化学课题:聚碳酸酯主要的教学技能:综合技能教学目标:知识与技能:能够了解聚碳酸酯并且能灵活运用知识过程与方法:讲授形式和任务驱动形式情感态度与价值观:培养学生的操作技能,掌握聚碳酸酯的性质和作用。
同时学会如何正确操作实验,培养学生实践能力。
教学重点:能抓住重点了解聚碳酸酯并且能够很好的运用教学难点:了解聚碳酸酯的化学性质和分子结构式教学过程:时间教学环节教师的教学行为学生的学习行为教学技能20`` 40`` 10`` 20`` 20`` 导入复习问题题情景导入教学内容教学主要内容同学们,喜不喜欢吹泡泡呀,小时候都用过哪些物质吹过泡泡啊?燕我们知道洗衣服可以吹泡泡,洗洁精可以吹泡泡,榆树皮可以吹泡泡等等。
想一想:同学们知道很多东西都可以吹出泡泡,那同学们知道光盘可以吹泡泡吗?是什么致使光盘吹出了泡泡呢?我们一起先来看看光盘是如何吹出泡泡的,先看看实验步骤,我们再来看看光盘吹泡泡的视屏以及光盘吹出泡泡的原理。
这节课我们学习的内容主要有两个大的方面:第一:学习聚碳酸酯的分子结构式和名称的简单了解以及它的化学性质。
第二:同学们可以自己动手做实验,更深刻的了回答问题回顾知识积极思考,联想回答问题听讲,观看听讲导入技能演示技能(PPT)提问技能演示技能(PPT)讲解技能6` 教学过程;一、回忆儿童时期的吹泡泡二、观看视频,了解光盘吹泡泡三、了解光盘不止一层,其中一层是透明层含有聚碳酸酯1、谈话导入,同学们喜欢吹泡泡吗?2、同学们都用过哪些物质吹过泡泡?是怎么样操作的呢?1、先看看实验步骤,再看实验操作。
2、看看光盘吹出泡泡的原理。
1、做实验,把光盘分开。
2、看到光盘可以吹出泡泡,并且有很好的延展性。
学生回答听讲回答问题、操作听讲听讲操作回答提问技能演示技能(PPT)板书技能讲解提问技能、演示技能(PPT)演示技能、示范技能、讲解技能70`` 四、学习聚碳酸酯性质及分子结构练习1、光盘吹泡泡导出聚碳酸酯,板书聚碳酸酯。
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一、什么是聚碳酸酯?聚碳酸酯是一类分子主链中含有—[O-R-O-CO]—链节的高分子化合物及以它为基质而制得的各种材料的总称。
英文名Polycarbonate, 简称PC。
二、分类.(聚碳酸酯是分子主链中含有—[O-R-O-CO]—链节的热塑性树脂。
)按分子结构中所带酯基不同分为:(1).脂肪族聚碳酸酯(2).脂肪族聚碳酸酯(3).脂肪-芳香族聚碳酸酯(4).芳香族聚碳酸酯三、性质1.物性:密度:1.18-1.22 g/cm^3 线膨胀率:3.8×10^-5 cm/°C 热变形温度:135°C 低温-45°C聚碳酸酯无色透明,耐热,抗冲击,阻燃BI级,在普通使用温度内都有良好的机械性能。
同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比,聚碳酸酯的耐冲击性能好,折射率高,加工性能好,不需要添加剂就具UL94 V-0级阻燃性能。
但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低,并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。
2.化性:聚碳酸酯(PC)是碳酸的聚酯类,碳酸本身并不稳定,但其衍生物(如光气,尿素,碳酸盐,碳酸酯)都有一定的稳定性。
聚碳酸酯耐弱酸,耐弱碱,耐中性油。
不耐紫外光,不耐强碱。
PC 材料具有阻燃性,耐磨。
抗氧化性。
PC是一种线型碳酸聚酯,分子中碳酸基团与另一些基团交替排列,这些基团可以是芳香族,可以是脂肪族,也可两者皆有。
双酚A型PC是最重要的工业产品。
几乎是无色的玻璃态的无定形聚合物,有很好的光学性。
PC高分子量树脂有很高的韧性,悬臂梁缺口冲击强度为600~900J/m,未填充牌号的热变形温度大约为130°C ,玻璃纤维增强后可使这个数值增加10°C。
PC的弯曲模量可达2400MPa以上,树脂可加工制成大的刚性制品。
低于100°C 时,在负载下的蠕变率很低。
PC耐水解性差,不能用于重复经受高压蒸汽的制品。
PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高,对缺口敏感,耐有机化学品性,耐刮痕性较差,长期暴露于紫外线中会发黄。
和其他树脂一样,PC容易受某些有机溶剂的浸浊。
四、主要性能a、机械性能: 强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小(高温条件下也极少有变化);b. 耐热老化性: 增强后的UL温度指数达120~140℃(户外长期老化性也很好);c、耐溶剂性: 无应力开裂;d、对水稳定性: 高温下遇水易分解(高温高湿环境下使用需谨慎);e、电气性能: 1、绝缘性能:优良(潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料); 2、介电系数:3.0-3.2; 3、耐电弧性:120s;f、成型加工性:普通设备注塑或挤塑。
五、主要优点1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广;2、高度透明性及自由染色性;3、成形收缩率低、尺寸稳定性良好;4、耐疲劳性佳;5、耐候性佳;6、电气特性优;7、无味无臭对人体无害符合卫生安全六、生产工艺工业上应用的聚碳酸酯主要由双酚A和光气来合成,其主链含有苯环和四取代的季碳原子,刚性和耐热性增加,Tm=265-270℃,Tg=149℃,可在15-130℃内保持良好地力学性能,抗冲性能和透明性特好,尺寸稳定,耐蠕变,性能优于涤纶聚酯,是重要的工程塑料。
但聚碳酸酯易应力开裂,受热时易水解,加工前应充分干燥。
1 .溶液光气法溶液光气法的工艺路线为:光气+双酚A(BPA)→PC。
以光气和双酚A为原料,在碱性水溶液和二氯甲烷(或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚,得到的PC胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得PC 产品。
此工艺经济性较差,且存在环保问题,缺乏竞争力2. 界面缩聚光气法界面缩聚光气法是目前工业上应用较为广泛的工艺,其与溶液光气法的主要不同在于:双酚首先与氢氧化钠溶液反应生成双酚A钠盐,后加入二氯甲烷,通入光气,使物料在界面上聚合,生成低分量PC,然后经缩聚分离得到高分子量PC产品。
此工艺路线技术成熟,产品质量高,不用脱除溶剂,成本较低,适合大规模和连续生产,而且产品纯净、易加工、分子量高,能满足各种用途性能要求,在PC 生产工艺中占绝对优势,目前世界上约有90%的PC生产采用该工艺。
3. 酯交换熔融缩聚法酯交换熔融缩聚法的工艺路线分为两步:①光气+苯酚→DPC;②DPC+BPA→PC,简称酯交换法,又称本体聚合法,也是一种间接光气法工艺。
苯酚经光气法反应生成碳酸二苯酯(DPC),然后在高温、高真空和微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下与双酚A进行酯交换反应生成低聚物,再进一步缩聚制得PC产品。
该工艺流程短,无溶剂,全封闭,无污染,生产成本略低于光气法,但产品光学性能较差,催化剂易污染,副产品难以去除,加工困难,应用范围有限,再加上搅拌、传热等问题的限制,难以实现大吨位工业化生产。
4. 非光气酯交换熔融缩聚法(全非光法)非光气酯交换熔融缩聚法因工艺过程中彻底不使用光气,是在酯交换法生产工艺的基础上开发成功,属绿色环保工艺路线,又称全非光法。
其生产工艺也分为两步:①酯交换法合成DPC:苯酚+DMC →DPC;②DPC+BPA→PC。
首先,以碳酸丙烯酯与甲醇酯交换生产碳酸二甲酯(DMC);其次,苯酚和DMC反应首先生成甲基苯基碳酸酯(MPC),然后MPC和苯酚进一步反应生成DPC,同时MPC发生歧化反应也生成DPC。
得到非光法DPC后,在熔融状态下与双酚A进行酯交换、缩聚制得PC产品。
该法与光气法及酯交换法相比,有以下优点:①不使用剧毒的光气和溶剂二氯甲烷,无脱溶剂和水洗脱盐工序,流程简单,大大降低了对环境的污染;②产品质量高,聚碳透明度可达98%,达到光学级聚碳酸酯性能指标,可用来制造光盘类光电子产品;③副产品甲醇和苯酚可循环使用,降低原料成本目前世界各大聚碳酸酯公司已先后建立起了非光气酯交换法的工业装置。
根据生成碳酸二甲酯所采用的原料的不同,分别有GE 公司以甲醇、一氧化碳和氧气为原料,经氧化、梭基化等反应制成DMC;日本旭化成公司开发的非光气酯交换法有独特的创意,使用二氧化碳、环氧乙烷(EO)和双酚A(BPA)作为主要原料生产聚碳酸酯(PC),副产乙二醇(EG)。
该工艺既不使用光气,也不使用二氯甲烷,产生很少的废物,是一项污染小的新工艺,该工艺已用于台湾旭化成奇美聚碳酸酯装置,生产能力已达到6.5万吨/年。
七、主要应用聚碳酸酯板材具有良好的透光性,抗冲击性,耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能,使其比建筑业传统使用的无机玻璃具有明显的技术性能优势。
中国建有聚碳酸酯建材中空板生产线20余条,年需用聚碳酸酯7万t左右,到2005年达到14万t。
折叠汽车制造业聚碳酸酯具有良好的抗冲击、抗热畸变性能,而且耐候性好、硬度高,因此适用于生产轿车和轻型卡车的各医疗级PC料制作成的注射器种零部件,其主要集中在照明系统、仪表板、加热板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保险杠等。
根据发达国家数据,聚碳酸酯在电子电气、汽车制造业中使用比例在40%~50%,中国在该领域的使用比例只占10%左右,电子电气和汽车制造业是中国迅速发展的支柱产业,未来这些领域对聚碳酸酯的需求量将是巨大的。
预计2005年中国汽车总量达300多万辆,需求量达到3万t,因而聚碳酸酯在这一领域的应用是极有拓展潜力的。
折叠医疗器械由于聚碳酸酯制品可经受蒸汽、清洗剂、加热和大剂量辐射消毒,且不发生变黄和物理性能下降,因而被广泛应用于人工肾血液透析设备和其他需要在透明、直观条件下操作并需反复消毒的医疗设备中。
如生产高压注射器、外科手术面罩、一次性牙科用具、血液分离器等。
折叠航空、航天随着航空、航天技术的迅速发展,对飞机和航天器中各部件的要求不断提高,使得PC在该领域的应用也日趋增加。
据统计,仅一架波音型飞机上所用聚碳酸酯部件就达2500个,单机耗用聚碳酸酯约2吨。
而在宇宙飞船上则采用了数百个不同构型并由玻璃纤维增强的聚碳酸酯部件及宇航员的防护用品等。
折叠包装领域在包装领域出现的新增长点是可重复消毒和使用的各种型号的储水瓶。
由于聚碳酸酯制品具有质量轻,抗冲击和透明性好,用热水和腐蚀性溶液洗涤处理时不变形且保持透明的优点,一些领域PC瓶已完全取代玻璃瓶。
据预测,随着人们对饮用水质量重视程度的不断提高,聚碳酸酯在这方面的用量增长速度将保持在10%以上,预计到2005年将达到6万t。
折叠电子电器由于聚碳酸酯在较宽的温、湿度范围内具有良好而恒定的电绝缘性,是优良的绝缘材料。
同时,其良好的难燃性和尺寸稳定性,使其在电子电器行业形成了广阔的应用领域。
聚碳酸酯树脂主要用于生产各种食品加工机械,电动工具外壳、机体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸尘器零件等。
而且对于零件精度要求较高的计算机、视频录像机和彩色电视机中的重要零部件方面,聚碳酸酯材料也显示出了极高的使用价值。
折叠光学透镜聚碳酸酯以其独特的高透光率、高折射率、高抗冲性、尺寸稳定性及易加工成型等特点,在该领域占有极其重要的位置。
采用光学级聚碳酸配制作的光学透镜不仅可用于照相机、显微镜、望远镜及光学测试仪器等,还可用于电影投影机透镜、复印机透镜、红外自动调焦投影仪透镜、激光束打印机透镜,以及各种棱镜、多面反射镜等诸多办公设备和家电领域,其应用市场极为广阔。
聚碳酸酯在光学透镜方面的另一重要应用领域便是作为儿童眼镜、太阳镜和安全镜和成人眼镜的镜片材料。
世界眼镜业聚碳酸酯消费量年均增长率一直保持在20%以上,显示出极大的市场活力。
折叠光盘随着信息产业的崛起,由光学级聚碳酸酯制成的光盘作为新一代音像信息存储介质,正在以极快的速度迅猛PC 料制作成的光盘发展。
聚碳酸酯以其优良的性能特点因而成为世界光盘制造业的主要原料。
世界光盘制造业所耗聚碳酸酯量已超过聚碳酸酯整体消费量的20%,其年均增长速度超过10%。
中国光盘产量增长迅速,据国家新闻出版总署公布的数字,2002年全国共有光盘生产线748条,年耗光学级聚碳酸酯约8万吨,且全部进口。
因而聚碳酸酯在光盘制造领域的应用前景是极为广阔的。