酯交换法PC与光气法PC性能差异研究

广东化工 2019年第5期· 66 · 第46卷总第391期酯交换法PC与光气法PC性能差异研究

王培涛，岑茵，艾军伟，佟伟，丁超

(金发科技股份有限公司产品研发中心，广东广州 510663)

[摘要]研究了光气法PC及酯交换法PC的初始性能与双85加速老化后力学性能、熔指性能的差异，在此基础上探究了扩链剂对不同合成来源的PC对性能的影响。研究结果表明：酯交换PC相比光气法PC在拉伸、冲击及熔指方面初始性能差异不大，但经双85老化后力学性能及熔指稳定性变差，且与光气法PC间差异变大；经扩链剂扩链后的PC树脂，酯交换PC在熔指稳定性方面略有提高，其他性能下降。双85老化后，扩链后PC树脂各项性能相比未扩链体系有明显下降，其中酯交换PC性能下降更加明显。

[关键词]聚碳酸酯；熔融酯交换；扩链；双85老化

[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2019)05-0066-03

Study on the Performance Difference between Melting Ester-exchange PC and

Phosgene PC

Wang Peitao, Cen Yin, Ai Junwei, Tong Wei, Ding Chao

(Kingfa Science and Technology Co., Ltd., Guangzhou 510663, China)

Abstract: The initial properties of phosgene PC and melting ester-exchange PC and the differences of mechanical properties and melt flow rate(MFR) properties after double 85 aging were studied. On this basis, different effects of chain extenders on phosgene PC properties and melting ester-exchange PC properties were explored, the results show that the initial properties of ester-exchanged PC resin are not significantly different from those of phosgene PC in terms of tensile, impact and MFR properties, but the tensile, impact properties and MFR stability become worse after double 85 aging(85 ℃ and 85 % humidity). After chain-extended, the MFR stability of ester-exchanged PC has slightly improved, and other properties are decreased compared with the non-chain extender system. After double 85 aging, the properties of chain-extended system decreased significantly compared with that of non-chain extender system, the performance degradation of melting ester-exchange PC was more obvious.

Keywords: polycarbonate；melting ester-exchange；chain-extended；Double 85 Aging

聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，具有突出的刚性和韧性，耐热、耐蠕变、尺寸稳定性好、吸水率低等优点，在电子电气、交通运输、交通工具、医学器材及光学等领域具有广泛应用[1]。双酚A型PC是应用最为广泛的PC类型，当前双酚A型PC根据合成工艺不同分为两种：一种是光气法，根据通入光气的溶剂及除酸剂的不同又分为溶液光气法和界面光气法；第二种是熔融酯交换法，根据合成原料碳酸二苯酯(DPC)的合成原料的差异又分为光气酯交换法和非光气酯交换法[2]。目前，在改性行业中主要使用的是界面光气法合成的PC，但是光气法PC及光气酯交换PC都使用了光气作为合成原料，在环境及安全方面都有较大劣势，非光气酯交换PC的由于其合成过程不引入危险的光气，受到行业的青睐，加之近几年非光气熔融酯交换法合成PC的工艺日益成熟，非光气酯交换PC产能增加明显[3-4]。酯交换法合成方法采用DPC和双酚A进行酯交换生成PC，因此相比光气法PC，酯交换PC合成过程中副反应多[5-6]，分子量分布较宽，在应用中容易发生熔指及冲击波动的情况。为了探究光气法PC及酯交换法PC树脂性能差异，本文研究了光气法PC、酯交换法PC初始性能以及扩链剂对光气法PC及酯交换PC的差异，此外还研究了双85湿热老化对力学性能、熔指性能稳定性的影响。

1 实验部分

1.1 原料

PC树脂：光气法PC牌号为PC-1，熔融酯交换法PC牌号分别为PC-2和PC-3，三种PC初始熔指为10 g/10 min(300 ℃/1.2 Kg)；扩链剂：ADR 4468巴斯夫；加工助剂：包括抗氧剂、润滑剂、脱模剂等常规加工助剂。

1.2 仪器设备

挤出机：四川中装科技有限公司，型号NE27E/40-1500；注塑机：型号为JN88-E，震雄机械有限公司；万能材料试验机：德国ZWICK，型号Z010；热失重分析测试仪：德国NETZSCH，型号TG 209 F3；摆锤冲击试验机：德国ZWICK，型号5113.300；湿热老化箱：美国辛辛那提零下公司，型号WWTHS-72-6-SCT/AC，T-148型；熔体流动速率仪，德国ZWICK，型号CFLOW BMF-003。

1.3 样品制备

将PC树脂，及其它加工助剂按比例称量，混合均匀后进入双螺杆挤出机，挤出加工温度控制在250~270 ℃之间，螺杆转速为400 rpm。将挤出切粒后的粒料置于120 ℃热风烘箱中干燥4 h，按测试要求制备相应样条，实验配方见表1。

表1 试样各组分配比

Tab.1 Formula of experiment

配方 PC-1 PC-2 PC-3 ADR

4468 实验助剂1# 100 0.4

2# 100 0.4 3# 100 0.4 4# 100 0.3 0.4

5# 100 0.3 0.4 6# 100 0.3 0.4 1.4 性能测试

热失重测试在氮气氛围中从30 ℃升温至700 ℃，升温速率为20 ℃/min。

拉伸样条采用ISO 527标准制备，样条为哑铃型，尺寸为150 mm*10 mm*4 mm；缺口冲击样条按照ISO 180标准制备，样条尺寸为80 mm*10 mm*4 mm，缺口为A型。

湿热老化条件为85 ℃，85 %湿度；湿热老化时间为400 h，取样时间分别为200 h和400 h。

熔指(MFR)采用ISO 1133标准测试，测试条件为300 ℃、1.2 Kg。

熔指热滞留测试采用熔体流动速率仪器在300 ℃热滞留15 min后进行熔体流动速率测试。

2 结果与讨论

2.1 不同类型PC树脂热失重性能

[收稿日期] 2019-02-20

[作者简介] 王培涛(1989-)，男，山东人，主要研究方向为高性能工程塑料开发与应用。