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PC塑胶原料(PC)树脂-简介

2013-03-01 10:07 作者: 我要评论0

PC塑胶原料(PC)树脂是一种性能优良的热塑性工程塑料,具有突出的抗冲击能力,耐蠕变和尺寸稳定性好,耐热、吸水率低、无毒、介电性能

优良,是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品,也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。

目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域,随着改性研究的不断深入,正迅速拓展到航空航天、

计算机、光盘等高科技领域。

一、生产状况 

聚碳酸酯工业化合成主要是界面光气化路线,以双酚A为原料,使用光气、氢氧化钠和二氯甲烷为原料及反应助剂,此法工艺成熟,产品质量较

高,易于规模化和连续化生产,经济性好等,长期占据着聚碳酸酯生产的主导地位。但由于该法使用的原料光气剧毒,因此近年来各大公司纷

纷研究非光气法生产路线。

1993年非光气法工艺研究成功,并由GE塑料日本公司实现了工业化生产。主要以双酚A与碳酸二苯酯为原料,该工艺是一种符合环境要求的“绿

色工艺”,已成为今后聚碳酸酯合成工艺的发展方向,预计未来在聚碳酸酯生产中将逐渐占据主导地位。  

2002年全球PC塑胶原料总生产能力约230万吨/年,PC生产主要集中在美国、西欧和日本,上述三大产地生产能力约占世界总生产能力的90%。

目前世界聚碳酸酯工业发展呈现两大特点

一是生产更趋集中和垄断,德国拜耳公司、美国GE化学公司、道化学公司及日本帝人公司的生产能力占世界总生产能力的80%左右,这几大公司

控制着世界聚碳酸酯的生产与市场,主宰着世界聚碳酸酯的命运。

二是亚洲发展迅速,近年来随着亚洲经济逐步恢复,中国、印度经济的持续稳定发展,对工程塑料的需求越来越强劲,世界著名聚碳酸酯生产

商纷纷来亚洲投资建厂,据不完全统计.1997~2004年建设或拟建的聚碳酸酯装置70%在亚洲。

我国原有10余家聚碳酸酯生产企业,目前能维持生产仅有3家,分别为常州合成化工总厂3000吨/年(光气法)、上海中联化工厂1200吨/年(酯交

换法)、重庆长风化工厂1000吨/年(酯交换法),总产能约5000吨/年,年产量不足千吨。与国外公司相比,不仅规模极小,而且技术落后,远远

不能满足国内需求。但是,我国将很快形成投资热潮。

目前在华投资聚碳酸酯的国际跨国公司,主要有德国拜耳、日本帝人。拜耳公司在上海漕泾化工区18亿美元的第一期投资中,包括20万吨/年

聚碳酸酯及配套的20万吨/年双酚A项目,将于2005年建成。

日本帝人公司发言人宣布其制造和销售树脂的子公司帝人化成将从2005年4月开始在浙江省生产聚碳酸酯树脂,投资5亿美元,2007年形成年产

10万吨聚碳酸酯的生产规模。从国内方面看,中国蓝星计划2004年在南通或兰州建10万吨/年聚碳酸酯装置,中国精细化工(常州)开发园区将建

设5000吨/年特种聚碳酸酯。  

二、市场需求  

1995年以前聚碳酸酯在国内主要用于制备纺织业用沙管,占总消耗量的50%左右。1995年以后逐渐转向电子/电气、光盘、建筑、汽车工业等领

域,需求量急剧增加。

1995年我国聚碳酸酯的消费量为4.2万吨,到2002年猛涨至34.3万吨,年均增长率高达35%左右,远远高于国民经济的平均增长速度和其它通用

工程塑料的增长速度。由于国内产量极小,我国使用的聚碳酸酯主要从国外进口。2000、2001和2002年我国PC净进口量分别为23.5万吨、21.2

万吨、34.2万吨。

我国PC塑胶原料最大消费用户是电子电气工业,如电器仪表屏、计算机和办公设备的配件等,2002年消耗PC约15万吨;随着我国城市建设的发

展,促使聚碳酸酯中空阳光板、隔音屏障、天棚的需求迅速增长,2002年国内中空阳关板消耗PC约10万吨;随着国内CD、VCD、DVD市场的迅速

发展,光盘已成为国内聚碳酸酯需求增长最快的领域,年均增长率超过40%,据保守估计,2002年,国内光盘生产线150余条,年消耗PC约4万吨

左右;饮水桶及一些食品容器约消耗PC3万吨左右;汽车工业、复合材料、安全玻璃等行业消耗PC约2万吨。

随着我国国民经济的稳定发展,尤其是电子/电气工业、汽车工业已成为我国国民经济的支柱产业,另外城市建设和西部大开发等基础项目的

建设将对新型建筑材料有较大的需求。业内人士预计未来几年我国聚碳酸酯的需求年均增长率将保持在15%左右,2005年我国聚碳酸酯的需求量

将达到45万吨左右。

鉴于我国未来聚碳酸酯市场需求潜力巨大,国内许多单位通过各种途径寻求国外先进技术,近年来,除德国拜耳公司和上海氯碱股份公司合资

建设5万吨/年PC项目较为明确外,美国GE与燕山石化合资项目,常州合成化工厂、海南洋浦开发区、蚌埠建设投资公司准备招商引资建设聚碳

酸酯的计划,至今尚无大的进展。即使上海PC项目如期建成,也远远不能满足国内巨大市场需求。

由于PC优越的综合性能日益受到重视,许多生产商对PC前景过于乐观,尤其是1997—2002年间全球生产能力急剧增长,国外权威机构预计未来

几年内全球的Pc将出现一定产能过剩,价格将有所下降,这对于主要依赖进口的我国无疑是件好事。 

三、应用发展  

尽管PC塑胶原料具有许多优异性能,然而由于PC分子链的高刚性和大的空间阻位使其具有较高的熔体粘度,因此加工困难,易开裂,耐溶剂性

和耐磨损性较差,因此对PC改性研究成为PC应用研究最重要的课题,目前聚合物合金化成为PC改性重要途径,国外已有大量性能优良PC合金投

入市场,国内开发研究起步较晚。

随着PC合金材料的研究不断进展,PC的应用范围不断扩大,以下简要介绍一些国内PC极具开发前景的应用领域。

宽波透光的光学器械,作为一种透明性能良好的工程塑料,PC作为光盘基材在全球大量使用, 不仅可以制备CD、VCD、DVD光盘,还可以适用于

高密度记录光盘的基材,尤其是PC与苯乙烯接枝生成的共聚物具有极佳的应用效果。PC片材特别适宜于制作眼镜镜片,在PC分子链中引入硅氧

基团,可以提高其硬度及耐擦伤性。

PC塑胶原料作为高折射率塑料,用于制作耐高温光学纤维的芯材,若在PC分子链中的C—H链为C—F链所取代,则可以对可见光的吸收减少,能

有效降低传递途中的信号损失。另外PC良好透光性,在透明窗材高层建筑幕墙、机场和体育场馆透明建筑材料等方面应用非常普遍和具有潜力

,今后重点是提高表面硬度和抗静电性。

阻燃环保的通信电器,由于PC良好电绝缘性能,广泛应用于通信电信设备领域, 目前PC已经大量替代原有的酚醛塑料,今后重点开发阻燃PC用

于通信电器领域中,因此无污染阻燃PC材料成为开发重点,溴系阻燃剂由于毒性在减少使用,而无卤环保磷系阻燃剂会明显降低PC的热变形温

度和冲击强度,因此比较适宜的是有机硅系阻剂。另外随着通信电器轻量小型化对PC材料提出更高要求,目前PC/ABS合金就特别适宜在通信电

器及航空航天工业中应用。

表面金属化的汽车部件,PC表面金属化后具有良好的金属光泽及高强度,广泛应用于各种汽车零部件中,但是电镀过程中会降低它的冲击韧性

,因此采用弹性体与PC共混改性,所合弹性体分散了致开裂应力,虽经电镀也不会降低其冲击韧性,因此电镀级PC树脂非常具有开发前景。另

外表面金属化的PC还可以作为电磁波的屏蔽材料,应用于计算机中。

低残留有害物的食品容器,工业合成PC是双酚义型,由于合成时有微量未反应的单体双酚A残留在树脂中,在作为饮用水桶和食品容器时,易被

溶出而影响人们身体健康,因此要开发卫生级的PC树脂,用作饮水桶和其他食品容器的生产与使用,国内应用前景非常看好。

防开裂脆化的医疗器械,PC塑胶原料具有诸多优异性能,

目前已应用于医疗器械中,由于其耐化学品性较差,在化学药品存在下易引起内应力

开裂,如PC塑胶原料在人工透析器、人工肺等医疗器械中应用要解决高温消毒导致裂纹的老化现象,若克服这些缺点,PC在医疗器械中应用可

迅速扩大。

 

 
PC塑胶原料通称聚碳酸酯,聚碳酸酯英文名称为Polycarbonate,简称PC,它是一类分子链中含有碳酸酯结构的高分子化合物及以它为基础而制

得的各种材料的总称。按分子结构中所带酯基不同可以分为脂肪族、脂环族、芳香族和脂肪-芳香族等几大类。并以双酚A型聚碳酸脂为最重要

,分子量通常为3-10万。在无特别说明情况下,通常所说的聚碳酸脂都指双酚A型聚碳酸酯及其改性品种。由于其优良的机械性能,俗称防弹

胶。 
 
为非结晶性热塑性塑料
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、H.D.T.高。
4、电气特性优。
5、无味无臭对人体无害符合卫生安全。
6、成形收缩率低、尺寸安定性良好 。
电子电器:CD片、开关、家电外壳、信号筒、电话机。
汽 车: 保险杆、分电盘、安全玻璃。
工业零件:照相机本体、机具外壳、安全帽、潜水镜、安全镜片。
耐热,抗冲击,阻燃,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,不需要添加剂就具有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。随着聚碳酸酯生产规模的日益扩大,聚碳酸酯同聚甲 基丙烯酸甲酯之间的价格差异在日益缩小。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨损用

途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。
 注塑工艺塑料的处理
PC塑胶原料的吸水率较大,加工前一定要预热干燥,纯PC干燥120℃,改性PC一般用110℃温度干燥4小时以上。干燥时间不能超过10小时。一般

可用对空挤出法判断干燥是否足够。再生料的使用比例可达20%。在某些情况下,可100%的使用再生料,实际份量要视制品的品质要求而定。再

生料不能同时混合不同的色母粒,否则会严重损坏成品的性质。
注塑机选用
PC塑料制品由于成本及其它方面的原因,多用改性材料,特别是电工产品,还须增加防火性能,在阻燃的PC和其它塑料合金产品成型时,对注

塑机塑化系统的要求是混合好、耐腐蚀,常规的塑化螺杆难以做到,在选购时,一定要预先说明。
模具及浇口设计
常见模具温度为80-100℃,加玻纤为100-130℃,小型制品可用针形浇口,浇口深度应有最厚部位的70%,其它浇口有环形及长方形。浇口越大

越好,以减低塑料被过度剪切而造成缺陷。排气孔的深度应小于0.03-0.06mm,流道尽量短而圆,脱模斜度一般为30′-1左右。
熔胶温度
可用对空注射法来确定加工温度高低。一般PC塑料加工温度为270-320℃,有些改性或低分子量PC塑胶原料为230-270℃。
注射速度
多见用偏快的注射速度成型,如打电器开关件。常见为慢速-快速成型。
背压
10bar左右的背压,在没有气纹和混色情况下可适当降低。
滞留时间
在高温下停留时间过长,物料会降质,放也CO2,变成黄色。勿用LDPE、POM、ABS或PA清理机筒。应用PS清理。
注意事项
有的改性PC塑胶原料,由于回收次数太多(分子量降低)或各种成分混炼不均,易产生深褐色液体泡。
编辑本段性能和用途物理特性
PC是一种非晶体工程材料,具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。PC的缺口伊估德冲击强度

(otched Izod impact stregth)非常高,并且收缩率很低,一般为0.1%~0.2%。
化学特性
PC有很好的机械特性,但流动特性较差,因此这种材料的注塑过程较困难。在选用何种品质的 PC材料时,要以产品的最终期望为基准。如果塑

件要求有较高的抗冲击性,那么就使用低流动率的PC材料;反之,可以使用高流动率的PC材料,这样可以优化注塑过程。
PC塑胶原料它是一种新型的热塑性塑料,透明的度达90%,被誉为是透明金属。它刚硬而具有韧性,具有较高的冲击强度,高度的尺寸稳定性和

范围很宽的使用温度、良好的电绝缘性能及耐热性和无毒性,可以通过注射、挤出成型。PC塑料的热性能优异,可在-100℃-130℃之间长期使

用,脆化温度在-100℃以下。
虽然聚碳酸酯具有耐开裂和耐药品性较差,高温易水解,与其它树脂的相容性差,润滑性能不好,但是,可以通过加入其它的树脂或者无机填

充剂进行改性,从而获得十分优异的性能。
应用范围
光学照明:用于制造大型灯罩、防护玻璃、光学仪器的左右目镜筒等,还可广泛用于飞机上的透明材料。
电子电器:聚碳酸酯是优良的E(120℃)级绝缘材料,用于制造绝缘接插件、线圈框架、管座、绝缘套管、电话机壳体及零件、矿灯的电池壳

等。也可用于制作尺寸精度很高的零件,如光盘、电话、电子计算机、视频录象机、电话交换器、信号继电器等通讯器材。聚碳酸酯薄摸还被

广泛用作电容器、绝缘皮包、录音带、彩色录象磁带等。
机械设备:用于制造各种齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆、轴承、凸轮、螺栓、杠杆、曲轴、棘轮,也可作一些机械部件护罩、罩盖和框架等零件。
医疗器材:可作医疗用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、药品容器和手术器械,甚至还可用作人工肾、人工肺等人工脏器。
其它方面:建筑上用作中空筋双壁板、暖房玻璃等;在纺织行业用作纺织纱管、纺织机轴瓦等;日用方面作奶瓶、餐具、玩具和模型等。

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