PC 基础创新塑料 500R-739 增强级

聚碳酸酯（Polycarbonate，简称PC）是一类分子主链中含有碳酸酯基团（–O–CO–O–）的热塑性工程塑料，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 [2-3]。由于兼具高透明性、优异的耐冲击性、耐热性、阻燃性和良好的电绝缘性，透光率接近玻璃，冲击强度远高于普通塑料，聚碳酸酯被誉为“透明塑料”，并列为“五大工程塑料”之一。凭借综合性能，聚碳酸酯广泛应用于光学器件、电子电气、建筑材料、汽车部件及医疗制品等领域，是现代工业与日常生活中重要的高分子材料。

图谱

聚碳酸酯

高分子化合物

聚碳酯

塑料

聚醚醚酮

聚丙烯

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中文名

聚碳酸酯 [1外文名

Polycarbonate [1]

别    名

PC塑料、碳酸酯类树脂 [1]

CAS登录号

25037-45-0 [1]

熔    点

220 至 230 ℃ [1]

沸    点

450.6 ℃ [1]

水溶性

不溶

密    度

1.2 g/cm³ [1]

闪    点

PC塑料的粘接

根据不同需要，可以选择以下粘合剂：

01:50

聚碳酸酯板横空出世，取代玻璃与亚克力板，成为阳光房材料！

PC工程塑料的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃，PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工业安全档板和防弹玻璃 [5]。

PC板可做各种标牌，如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指示器， PC树脂用于汽车照明系统，仪表盘系统和内装饰系统，用作前灯罩，带加强筋汽车前后档板，反光镜框，门框套、操作杆护套、阻流板、PC被应用用作接线盒、插座、插头及套管、垫片、电视转换装置，电话线路支架下通讯电缆的连接件，电闸盒、电话总机、配电盘元件，继电器外壳。PC可做低载荷零件，用于家用电器马达、真空吸尘器，洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄，各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。PC是光盘储存介质的理想材料。

专为运动设计的护目镜，聚碳酸酯热熔成型，多层镀膜赋予光学性能

PC瓶（容器）透明、重量轻、抗冲性好，耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤，作为可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做计算机架，外壳及辅机，打印机零件。改性PC耐高能辐射杀菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血标本器具、血液充氧器、外科手术器械、肾透析器等、PC可做头盔和安全帽、防护面罩、墨镜和运动护眼罩。 PC薄膜广泛用于印刷图表、医药包装、膜式换向器。

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，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。

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 [6]。

聚碳酸酯具有良好的抗冲击、抗热畸变性能，耐候性好、硬度高，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 [8]。

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。中国汽车总量多，需求量大，聚碳酸酯在这一领域的应用是极有拓展潜力的。

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，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 [7]。

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 [6]。

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 [9]。据预测，随着人们对饮用水质量重视程度的不断提高，聚碳酸酯的用量增长速度将保持在10%以上。

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 [10]。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。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。

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。

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发展。聚碳酸酯以其优良的性能特点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。聚碳酸酯在光盘制造领域的应用前景是极为广阔的。

改性PC的目的是为了增韧，改良成型加工性能，减少残余变形，增加阻燃性等，具体能改性PC的品种有：

PC/ABS可提高弯曲模量、耐热性、电镀性能等。

PC/PET、PBT工可改善耐药品性，耐溶剂料性等。

PC/PMMA加入有机玻璃可提高外观珠光色彩。

PC/PA、 HIPS可提高冲击韧性、表面光洁度。

PC/HDPE可改善耐沸水性、耐老化性、耐气候性，而LDPE效果较差。

PC用玻纤或碳纤维进行增强改性，提高机械强度。

并用溴类阻燃剂和三氧化二锑，可制成阻燃级PC。

其他和聚砜、芳香族聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯、聚苯乙烯都可以进行共性，达到经济性和性能之间的平衡。

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。

聚碳酸酯的制法有酯交换法和光气直接法 [11]。

（1）酯交换法

原理与生产涤纶聚酯的酯交换法相似。双酚A与碳酸二苯酯熔融缩聚，进行酯交换，在高温减压条件下不断排除苯酚，提高反应程度和分子量。

酯交换法需用催化剂，分两个阶段进行：第一阶段，温度180-200 ℃，压力270-400 Pa，反应1-3 h，转化率为80%-90%；第二阶段，290-300 ℃，130 Pa以下，加深反应程度。起始碳酸二苯酯应过量，经酯交换反应，排出苯酚，由苯酚排出量来调节两基团数比，控制分子量。

苯酚沸点高，从高粘熔体中脱除并不容易。与涤纶聚酯相比，聚碳酸酯的熔体粘度要高得多，例如分子量3万，300 ℃时的粘度达600 Pa·s，对反应设备的搅拌混合和传热有着更高的要求。酯交换法聚碳酸酯的分子量受到了限制，多不超出3万。

（2）光气直接法

光气属于酰氯，活性高，可以与羟基化合物直接酯化。光气法合成聚碳酸酯多采用界面缩聚技术。双酚A和氢氧化钠配成双酚钠水溶液作为水相，光气的有机溶液（如二氯甲烷）为另一相，以胺类（如四丁基溴化铵）作催化剂，在50 ℃下反应。反应主要在水相一侧，反应器内的搅拌要保证有机相中的光气及时地扩散至界面，以供反应。光气直接法比酯交换法经济，所得分子量也较高。

界面缩聚是不可逆反应，并不严格要求两基团数相等，一般光气稍过量，以弥补水解损失。可加少量单官能团苯酚进行端基封锁，控制分子量。聚碳酸酯用双酚A的纯度要求高，有特定的规格，不宜含有单酚和三酚，否则，得不到高分子量的聚碳酸酯，或产生交联。

PC可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工，Zui重要的加工方法是注塑。成型之前必须预干燥，水分含量应低于0.02%，微量水分在高温下加工会使制品产生白浊色泽，银丝和气泡，PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。冲击韧性高，可进行冷压，冷拉，冷辊压等冷成型加工。挤出用PC分子量应大于3万，要采用渐变压缩型螺杆，长径比1:18～24，压缩比1:2.5，可采用挤出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高质量，高透明瓶子。PC合金种类繁多，为了改进PC熔体粘度大（加工性）和制品易应力开裂等缺陷，PC与不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。

具体有PC/ABS合金，PC/ASA合金、PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/弹性体共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等，利有两种材料性能优点，并降低成本，如PC/ABS合金中，PC主要贡献高耐热性，较好的韧性和冲击强度，高强度、阻燃性， ABS则能改进可成型性，表观质量，降低密度。

1、原料的干燥

（1）原料烘干：普通烘干箱温度110-130 ℃，时间2-4小时，机顶料斗烘干箱温度100-120 ℃，要求水分含量低于0.03%。

（2）判断水含量是否合格：看空注射的料条情况，物料通过塑化后由喷嘴流出来的料条应是均匀无色、无银丝和无气泡的细条；否则则是烘干不彻底。

2、注射工艺

（1）注塑机调整成型参数（视原料分子量高低调整）：

3、注意事项

（1）注射温度视原料的分子量、制品的形状和尺寸、注塑机的类型而相应调整。

（2）注射速度Zui 好采取多级注射，采用慢-快-慢的方法。

（3）注射压力视制品的形状和尺寸而定，柱塞式注塑机一般为100-160 MPa，螺杆式注塑机为70-140 MPa。

（4）成型周期视制品壁厚和注射量而定，一般情况下充模时间较短，保压时间较长，冷却时间以脱模时不引起制品变形为原则。

（5）模具温度视制品的形状、厚薄而定，适当提高模具温度有利于脱模，提高产品质量。

（6）制品后处理：对于形状复杂、带有金属嵌件、使用温度极低或很高的制品有必要进行后处理——消除或减少内应力。

方法：制品置于烘干箱后开始升温，由室温升至100-105时保温10-20 min，继续升温至120-125时保温30-40 min，缓慢冷却至60以下取出。

根据不同需要，可以选择以下粘合剂：

1.G-933：单组分常温固化软弹性防震粘合剂，耐高低温，不同粘度粘接速度几秒至几个小时固化完毕，固化后胶层透明无痕迹；

2. KD-833瞬间粘接剂，可以数秒钟或数十秒钟快速粘合PC塑料，但胶层硬脆，不耐60度以上热水浸泡；

3. QN-505，双组分胶，胶层柔软，适合PC塑料大面积粘接或复合。但耐高温性能较差；

4.QN-906：双组分胶，耐高温；

5.G-988:单组份室温粘接胶，固化后是弹性体具有的防水，防震粘合剂，耐高低温， 1-2 mm厚度的话，15分钟左右初固，