PC-聚碳酸酯剖析

2.聚集态结构（超分子结构）
PC树脂的超分子结构特点取决于链结构、合成工艺、成型加工条件。 超分子结构不同，会给PC树脂带来新的特点。
例如PC具有很高的冲击强度，是由于原纤维骨架在聚合物中的增强作 用所致；而聚合物中大量微小空隙的存在又使原纤维骨架在受到冲击作 用时能迅速位移以致显出高弹性。
三丶聚碳酸酯的合成工艺
聚碳酸酯 POLYCARBONATE
制作人：吴闯 吴冰峰 郑天幸 居勒迪孜 巴音山
目录
6.参考文献
1.简介
5.加工及应用
2.结构
4.性能
3.合成工艺
一丶简介
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 酯基的结果可分为脂肪族、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得了工 业化生产。由于碳酸酯结果的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长 速度最快的通用工程塑料。
【4】端基 端基对热性能影响显著。为封端的聚碳酸酯，链末端为羟基和苯氧基 （酯交换法）或羟基和酰氯基（水解后为羧基，光气法）。在高温下， 羟基会引起它醇解，羧基会促使它酸性水解，并将进一步促进聚碳酸酯 的游离基连锁降解。 【5】分子量及其分布 ①n＜40时，表现出低分子化合物特征，不能做制品，只有Tm。 ②n≥40时，分子链缠结数增加，链间相互作用增大，出现高弹态，出现 了Tm和Tg。 ③n≥800时，完全不能结晶。 ④分子量分布窄，熔程Rm范围小。分子量分布广，熔程Rm范围宽。
光气界面缩聚法制备聚碳酸酯工艺流程 1.原料配制
①双酚 A 钠ຫໍສະໝຸດ Baidu水溶液( 水相) 的配制
物料比： 双酚 A:氢氧化钠 =1:3.5( 摩尔比)，加入抗氧剂 NaHSO3、相 对分子量调节剂苯酚等配置得到透明溶液。
② 光气的二氯甲烷溶液( 油相) 的配制
二氯甲烷溶剂置于光气、二氯甲烷混合器中。光气经转子流量计计量经 过缓冲罐进入混合器中与二氯甲烷混合( 双酚 A: 光气 =1: 1.25) 。
③羰基：增大分子间的相互作用力，使大分子链间靠的更紧密，聚合物 刚性增大。 ④酯基：极性较大的基团，是聚碳酸酯分子链中较薄弱的部分，易水解 断裂，使聚碳酸酯极易溶于极性有机溶剂，也是它的电绝缘性不及非极 性的甚至弱极性的聚合物的原因。
【2】苯基取代基：影响分子链间的相互作用力和分子链空间活动。 ①非极性的羟基取代：减小分子间的相互作用力，增大分子间的刚硬性 。 ②极性的卤素原子取代：增加分子间相互作用力，使分子敛集的更紧密 ，增大分子间的刚硬性。卤原子体积小，阻燃。
成分：聚碳酸酯是一种强韧的热塑性树脂，其名称来源于其内部的 CO3基团。可由双酚A和氧氯化碳合成。现较多使用的方法为熔融酯交换 法。
发展简史：
人们开展聚碳酸酯的研究工作已有近120年的历史了。早在1881年， K.Birnbaum和C.Lurie就制得了碳酸酯缩合物。1940年，美国杜邦公司 的Peterson成功的制得了可制成纤维和薄膜的高分子量聚碳酸酯并取得 了美国专利。可以说，这是关于聚碳酸酯研究开发方面的第一件专利。 1953年10月前西德拜耳公司H.SchneB 在Uerdingen 工厂首次获得 了具有实用价值的热塑性高熔点线形聚碳酸酯并立即在本国申请了专利 。接着，于 1954 年借助比利时专利公布了有关制造方法。 1956 年， H.SchneLL在汉堡公开了双酚A型聚碳酸酯的详细研究论文。 所谓PC俗称“防弹玻璃”、“防弹胶”，在工程塑料领域一般是指 聚碳酸酯的缩写。
杂质主要来自三个方面 : ①来自原料中的杂质②反应中生成的副产物 及未反应的物料③机械设备和管道等附带的杂质等。
反应方程式
工艺流程图
四丶聚碳酸酯的性能
2 .聚合反应过程 将配制好的双酚 A 钠盐加入光化釜，随即加入溶剂二氯甲烷，启动搅 拌，当釜内温度降至 20℃左右时，恒速通入光气，进行光气化反应。 当体系内的 pH 值达到 7 ～8 时． 停止通光气。得低分子量的聚碳酸 酯。 将所得物料送入缩聚釜。加入 25%的氢氧化钠水溶液、催化剂分子量 调节剂。在搅拌下于 25 ～ 30℃ 之间进行缩聚反应。反应停止后，静 置破乳分层，除去上层碱盐水溶液; 向有机相中加5%甲酸水溶液，使 物料pH =3 ～5) ，虹吸弃去上层酸水相; 下层粘性树脂溶液送入树脂 后处理工序。
【3】主链上的R基团：
①羟基：随中心碳原子量旁侧基体积和刚性的加大，一方面，大分子刚 性增加，位阻增加，导致Tm、Tg、静强度提高。另一方面，链间距离增 大，相互作用减弱，又使Tm、Tg、静强度减小，二者相互矛盾。前者略 占上风。 ②当R基中心原子两侧基不对称时，破坏力分子的规整性，聚合物不会结 晶。 ③当R为-O-，-S--SO2-等杂原子或原子基团时，所得聚碳酸酯均为特殊 产品。
3.后处理过程
a 净化：聚碳酸酯溶液中的杂质通过抽吸过滤，去掉尺寸较大的机械 杂质; 用酸中和残留于有机相中的碱; 然后用去离子水( 或蒸馏水) 在搅拌 下反复洗涤，直至洗涤水中不含电解质( 特别是氯离子) b离析:低分子量级聚碳酸酯的除去，可采用沉析法，在强烈搅拌下向 水洗后的树脂溶液中加计量的惰性溶剂型沉淀剂，使树脂呈粉状或粒状 析出。完全析出后，将物料压入真空过滤器，除去混合溶剂。加水洗涤 滤饼，搅拌，粉状树脂连同洗涤水一起放入离心机脱水。湿树脂移入沸 腾床、真空干燥箱中进行干燥。干燥的树脂立即加入挤出机制成颗粒。
二丶聚碳酸酯的结构
聚碳酸酯之所以有许多优良的性能是与它的特殊结构分不开的，包 括其链结构和超分子结构。
聚碳酸酯的分子链结构
1.聚碳酸酯的分子链结构
【1】主链除R基以外的基团
①苯基：大共轭的芳香环状体，是难以弯曲的僵直部分，提高了分子链 的刚性，赋予聚合物机械强度、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。 ②氧基：又叫醚键，它的作用和苯基相反，增大了分子链的柔性，加大 了聚合物在有机溶剂中的溶解性和吸水性。