聚碳酸酯
聚碳酸酯(聚碳酸酯)
縮寫PC是壹種無色透明的無定形熱塑性材料。它的名字來自它內部的CO3基團。
化學性質
聚碳酸酯耐酸耐油。
聚碳酸酯不耐紫外線和強堿。
物理性質
聚碳酸酯無色透明、耐熱、耐沖擊、阻燃，在普通使用溫度下具有良好的機械性能。與聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯具有良好的抗沖擊性能、較高的折射率和良好的加工性能，並且在無添加劑的情況下具有UL94 V-0級阻燃性能。但聚甲基丙烯酸甲酯的價格比聚碳酸酯低，可以通過本體聚合生產大型器件。隨著聚碳酸酯生產規模的不斷擴大，聚碳酸酯與聚甲基丙烯酸甲酯的價格差異正在縮小。
聚碳酸酯耐磨性差。壹些用於易磨損的聚碳酸酯設備需要特殊的表面處理。
歷史
生產和應用
聚碳酸酯是日常生活中常見的材料。由於無色透明，抗沖擊性能優異，日常常見的應用有光盤、目鏡、水瓶、防彈玻璃、護目鏡、銀行防彈玻璃、頭燈等。、動物籠、寵物籠。
聚碳酸酯也被用於制造月球宇航員的頭盔和面罩。蘋果的ipod音樂播放器和ibook筆記本電腦外殼也是聚碳酸酯材質。
對環境的影響
食物接觸
由於它的透明性和韌性，食品儲藏品的生產商和買家喜歡聚碳酸酯纖維。與石英玻璃相比，聚碳酸酯纖維重量輕且易碎。聚碳酸酯纖維多用於壹次性塑料水瓶和可重復使用的塑料水瓶。
超過100項研究探討了聚碳酸酯纖維雙酚a瀝出物的生態反應。Howdeshell等人發現，在室溫下，壹種內分泌幹擾素雙酚(C15H16O2)(酚甲烷)似乎從聚碳酸酯纖維動物籠中滲入水中，它可能是女性生殖器官增加的原因。vom Saal和Hughes在2005年8月發表的關於低劑量雙酚a瀝濾液的影響的分析的論文似乎發現了財政支持和結論之間存在關系的暗示:由工業資助的研究似乎傾向於發現沒有顯著影響；政府資助的研究往往會產生重大影響。
易與其他物質發生反應。
聚碳酸酯纖維中不宜使用氧化鈉等堿性清潔劑，否則會導致已知內分泌幹擾素(影響生殖系統)雙酚A (C15H16O2)的泄漏。
聚碳酸酯PC也是壹種用於筆記本電腦外殼的材料。它的原料是石油，經過聚酯切片廠加工後成為聚酯切片顆粒，再經過塑料廠加工成為成品。從實用的角度來說，它的散熱性能比ABS塑料要好，散熱也比較均勻。它最大的缺點是易碎，摔下來會碎。
制造狀態
聚碳酸酯(PC)是五大工程塑料中唯壹的透明產品，國內外產能增長迅速。2000年全球產能約為65438+85萬噸，2006年為220萬噸，2002年為265萬噸，2003年為275萬噸，預計2004年和2005年將增加到290萬噸。
中國PC產能多年來壹直比較少，只有三家企業維持生產，產能不足5000噸/年，年產量約2000噸。隨著中國PC需求的快速增長，中國出現了PC合資和合作生產建築設備的熱潮。拜耳和上海華誼集團氯堿化工公司已在上海化學工業區建成壹套20萬噸/年的裝置，預計壹期5萬噸/年的裝置將於2004年底投產。2006年初，二期項目達到65438+萬噸/年，鑒於中國PC市場的巨大需求，PC裝置最終將擴大到20萬噸/年，裝置生產主要是光學產品，用於生產CD、DVD光盤和汽車照明系統。
日本帝人化學公司正在浙江嘉興建設壹座年產5萬噸aPC的工廠，預計2005年4月投產。主要原料雙酚a由日本三井化學供應，氯氣和燒堿由當地企業生產。該產品為通用產品，主要用於生產電器元件和汽車零部件。計劃在2006年增加壹套5萬噸/年的生產裝置。同時，公司在高橋保稅區建設了65，438+08，000噸/年aPC和ABS復合裝置，目前已投產，並計劃在2005年上半年建設第二條20，000噸/年的生產線。日本三菱氣體化學公司計劃在四川建設65438萬噸/年的工廠，預計2007年投產。
此外，壹些國內企業與國外合作或采用國內技術建設大型PC生產裝置，因此未來幾年中國PC生產將進入壹個新階段。2006年國內產能將增加到25萬噸/年左右，2010年將達到50-60萬噸/年..鑒於中國PC市場潛力巨大，國外著名PC公司不僅在中國合作建設生產裝置，還在中國臺灣省、韓國、新加坡、泰國等國家和地區建設大型裝置。對多種設備的投資是針對中國市場的。PC生產工藝的主要發展趨勢是開發非光氣合成技術，取代目前主要合成工藝的界面縮聚光氣法。GE塑料和拜耳公司開發了自己的非光氣生產技術，並將其推向工業化生產。此外，徐/奇美、三菱化學/三菱燃氣、帝人公司和LG化學公司開發了非光氣技術，正在建造或計劃建造非光氣PC裝置。非光氣路線將成為未來聚碳酸酯的主要生產路線。
市場分析
從20世紀90年代後期開始，中國對PC的需求從最初的紡織行業的沙管轉向電子/電氣、光盤、建築、汽車行業等領域，需求急劇增加。1999年國內消費量約為14萬噸，但2003年消費量增至38萬噸，年均增長率約為28%，遠高於國民經濟和其他通用工程塑料的平均增長率。因為國內產量極小，國內使用的PC主要從國外進口。從1999年到2003年，中國PC凈進口量分別為13.8萬噸、23.5萬噸、212萬噸、34.2萬噸和3810萬噸，其中相當壹部分走私PC未包括在內，且未考慮進口的成品和邊角料，因此國內實際進口量與。
從65438到0999 -2003年，中國PC市場的快速增長主要是由電子電氣產品、中空陽光板、CD和DVD光盤、非壹次性飲水桶和食品容器的需求推動的。目前中國PC的消費結構大致如下:電子電器和電腦配件約占42%；中空陽光板約占26.3%；CD和DVD碟片約為13.1%；飲水桶和食物容器約占10.5%；復合材料和汽車行業約占9.1%。未來幾年，中國原有的主要消費領域將繼續保持高速增長勢頭，計算機和家用電器將繼續增長，未來該領域PC年均增長率約為10%-12%；隨著鐵路、公路、機場、城市的建設，對中空太陽板的需求依然旺盛。而且近幾年國內企業在長江、珠三角用PC加工生產面板的經濟效益比很多高分子樹脂廠家好很多。預計未來PC對中空太陽板的需求年均增長率約為65，438+02-65，438+05%。目前，中國已經成為全球第二大光盤消費國，過去完全依賴進口光盤級PC生產。隨著拜耳上海光盤級PC的投產，未來幾年光盤需求仍將保持20%以上的高速增長。專家預測，未來國內PC需求增長最快的將是PC基* * *混金復合材料，其中汽車行業將是主要驅動力。預計未來幾年中國PC需求年均增長率將保持在15%-20%之間，2006年國內PC市場需求將達到55-65萬噸/年。國內產能仍無法滿足國內市場需求，將從日本、韓國、泰國等周邊國家進口大量產品供應國內市場。
PC/ABS合金新品種主要用於汽車工業。
目前，全球PC應用已經向高功能化和專業化方向發展。鑒於中國PC產能和市場需求的快速發展，特別是國內許多大型裝置的建設，以及汽車工業的快速發展，未來幾年中國PC產業將進入壹個新的發展階段，其中最關鍵的是加快PC的應用研究。
首先，國內生產企業應充分利用國內產能的增加以及在塑料改性和塑料合金方面積累的經驗，加快PC合金等復合材料的開發、生產和應用，其中最重要的是:
PC/ABS合金，PC和ABS***混合物可以結合PC和ABS的優良性能，壹方面可以提高ABS的耐熱性、抗沖擊性和拉伸強度，另壹方面可以降低PC成本和熔體粘度，改善加工性能，降低制品內應力和沖擊強度對制品厚度的敏感性。目前PC/ABS合金發展迅速，全球產量約85萬噸/年，國內需求約20萬噸/年。世界各大公司開發並推出了PC/ABS合金的新品種，如阻燃、玻璃纖維增強、電鍍、抗紫外線等，主要用於汽車工業、計算機、復印機和電子電氣元件。國內主要研究生產公司有上海傑士傑公司、中科院長春應用化學研究所、蘭州大學等單位。
PC/PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)合金，PBT與PC***混合制成的合金材料，可以提高PC的流動性、加工性和耐化學性。日本研究人員利用PC和PBT在酯交換催化劑的存在下制備PC/PBT混合物，該混合物具有良好的綜合性能和良好的透明性。采用折射率與PC相近的玻璃纖維增強PC/PBT，不僅體系綜合性能優異，而且具有良好的透明性，可以作為玻璃替代材料使用。目前，國外PC/PBT合金產品主要用於汽車保險杠、包裝膜材料、汽車底座和座椅。國內研究剛剛起步。
此外，PC/PS(聚苯乙烯)合金、PC/PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)合金、液晶聚酯改性PC、PET/PCL(由乙二醇、低分子量聚己內酯和對苯二甲酸聚合而成的多嵌段* * *聚酯)和PC***混合改性，聚(1。
其次要跟上國際發展趨勢，PC合金材料的研究在進步，PC的應用範圍在擴大，要加快PC消費領域的拓展。
寬波段透光光學儀器，
PC片材特別適合制作眼鏡鏡片。通過在PC分子鏈中引入矽氧烷基團，可以提高PC的硬度和耐擦傷性。PC作為壹種高折射率塑料，用於制作耐高溫光纖的芯材。如果將PC分子鏈中的C-H鏈替換為C-F鏈，可以減少可見光的吸收，有效降低傳輸過程中的信號損失。此外，PC具有良好的透光性，在透明窗材料、高層建築幕墻、機場和體育場的透明建築材料等方面有著廣泛的應用和潛力。今後，重點將放在提高表面硬度和抗靜電性能上。PC芯片耐沖擊。眼鏡鏡片厚度:普通樹脂片厚，玻璃片厚，中折樹脂片薄，PC片和高折樹脂片更薄，高折玻璃片最薄。
阻燃環保型通信電器是未來通信電器領域阻燃PC發展的重點。因此，無汙染的阻燃PC材料已成為發展的重點。溴系阻燃劑因其毒性使用較少，而無鹵環保的磷系阻燃劑會明顯降低PC的熱變形溫度和沖擊強度，所以矽系阻燃劑更合適。此外，隨著通信電器的輕量化和小型化，對PC材料提出了更高的要求。目前，PC/ABS合金特別適用於通訊電器和航空航天工業。
表面金屬化的汽車零部件在PC表面金屬化後具有良好的金屬光澤和較高的強度，廣泛應用於各種汽車零部件，但在電鍍過程中其沖擊韌性會降低。因此采用彈性體和PC混合改性，所含彈性體分散了開裂應力，即使電鍍後也不會降低其沖擊韌性。因此，電鍍級PC樹脂具有很大的發展前景。此外，表面金屬化的PC還可以作為電磁波的屏蔽材料，應用於計算機。
對於有害物質殘留低的食品容器，工業合成的PC是雙酚a，由於合成時樹脂中殘留有少量未反應的單體雙酚a，用作飲水桶和食品容器時容易溶出，影響人的健康。因此，開發衛生級PC樹脂用於飲水桶等食品容器的生產和使用是十分必要的，作為飲水桶等食品包裝材料和容器PC，在我國具有非常廣闊的應用前景。
在抗裂和脆化醫療器械中，PC具有許多優異的性能。目前已用於醫療器械。由於其耐化學性差，在有化學物質存在的情況下容易引起內應力開裂。比如將PC用於人工透析器、人工肺等醫療器械中，解決高溫消毒產生裂紋的老化現象，如果克服了這些缺點，就可以迅速擴大PC在醫療器械中的應用。
我國食品包裝材料和容器PC的應用前景看好。