課程設(shè)計(jì)聚碳酸酯的制備與性能研究

1、高分子材料課程設(shè)計(jì)說明書 題 目聚碳酸酯的制備與性能研究 系 （院）化學(xué)與化工系專 業(yè)材料化學(xué)班 級2009級1班學(xué)生姓名唐懷鵬學(xué) 號2009010789指導(dǎo)教師張新職 稱講師2012年 08 月 15 日聚碳酸酯的制備與性能研究一、簡介：1.定義：聚碳酸酯是分子鏈中含有碳酸酯基(oroco)的一類高分子聚合物的總稱。隨著r基種類的不同,可以分為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族等聚碳酸酯,但目前僅雙酚a型芳香族聚碳酸酯獲得了工業(yè)化生產(chǎn),故通常所稱的聚碳酸酯即雙酚a型芳香族聚碳酸酯,英文名稱為polycarbonate(簡稱pc)，聚碳酸酯（pc）是一種無定形熱塑性工程塑料。它具有極為優(yōu)良的韌性、透明度和

2、高的熱變形溫度等綜合性能。2、pc的分子結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)：apc的分子鏈為對稱結(jié)構(gòu)，簡單規(guī)整，可結(jié)晶，但因結(jié)構(gòu)條件很嚴(yán)格，所以在一般成型條件下，pc為無定形結(jié)構(gòu)。bpc鏈節(jié)重復(fù)單元較長，而且主鏈上存在苯環(huán)，限制了分子的柔順性，因此玻璃化溫度較高，熔融溫度也高，熔體粘度較大。cpc分子鏈結(jié)構(gòu)中，既有柔順的碳酸酯鏈段，又有剛性的苯環(huán)結(jié)構(gòu)。因此使pc具有較為均衡的韌性和剛性。dpc分子鏈上的異甲基和醚鍵，賦予了pc分子鏈柔順的性質(zhì)。epc分子鏈中含有羧基極性基團(tuán)，電性能較好。鏈中還含有酯基，易吸潮水解3.pc的應(yīng)用 聚碳酸酯其他杰出的性能還有尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良的電性能和特有的耐燃性。主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槠嚒?/p>

3、商業(yè)機(jī)器和儀表行業(yè)。它可部分仍是代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料、金屬、玻璃和木材。聚碳酸酯及聚碳酸酯摻共混物具有廣泛用途的主要市場是汽車、板（采光）、電子、商業(yè)機(jī)器、照明和儀器以及許多特殊用途如高密磁盤、眼科用鏡片和醫(yī)用方面。當(dāng)確定聚碳酸酯及其共混物的新用途時(shí)，要認(rèn)識到設(shè)計(jì)因素的重要性，這是極關(guān)重要的。汽車應(yīng)用包括尾部及側(cè)面標(biāo)志燈。頭車燈和支撐件。聚碳酸酯共混物正在被用作儀表盤、保險(xiǎn)杠、車體板和車輪蓋。其他用途包括交通燈殼和信號燈鏡片。透明性、韌性和高耐熱性能使聚碳酸酯用作透明薄涂層是理想的。使用合適的紫外線穩(wěn)定劑，聚碳酸酯可代替玻璃用于學(xué)?；驊敉庹彰鞯姆榔茐挠猛尽Ｑ劭朴苗R片和安全眼鏡是重要的用途。加硬涂層可用

4、以增加耐用性。電子和商業(yè)機(jī)器也是一主要市場部分。應(yīng)用包括接插件、破碎機(jī)殼、齒輪、計(jì)算機(jī)殼、復(fù)印機(jī)殼和磁帶盒。聚碳酸酯也用于激光高密記錄磁盤，它提供極優(yōu)的高密記錄性能及耐用性。制儀器也消耗大量聚碳酸酯。高抗沖性、耐熱性、耐用性及可著色性對真空吸塵器、混合器和電動工具等為設(shè)計(jì)提供了靈活性。接觸食品的應(yīng)用包括：加侖水瓶、微波爐、灶具、啤酒瓶和罐、餐具及食物貯存容器?；谄渫该骱拖嚓P(guān)的耐破碎性，醫(yī)學(xué)上的用途也具有較高的增長潛力。自從引入可用l射線消毒而沒有令人不愉快的顏色變化的品級以來，聚碳酸酯在這一領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用很好。建筑及結(jié)構(gòu)上應(yīng)用領(lǐng)域是一個(gè)尚未開辟的市場部分，如果聚碳酸酯及其共混物在成本上可與傳統(tǒng)

5、的建筑材料相競爭的話，則它們可以應(yīng)用于這一市場。用于建材行業(yè)聚碳酸酯板材具有良好的透光性，抗沖擊性，耐紫外線輻射及其制品的尺寸穩(wěn)定性和良好的成型加工性能，使其比建筑業(yè)傳統(tǒng)使用的無機(jī)玻璃具有明顯的技術(shù)性能優(yōu)勢。目前，中國建有聚碳酸酯建材中空板生產(chǎn)線20余條，年需用聚碳酸酯7萬t左右，預(yù)計(jì)到2005年將達(dá)到14萬t。 用于汽車制造工業(yè)聚碳酸酯具有良好的抗沖擊、抗熱畸變性能，而且耐候性好、硬度高，因此適用于生產(chǎn)轎車和輕型卡車的各種零部件，其主要集中在照明系統(tǒng)、儀表板、加熱板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保險(xiǎn)杠等。根據(jù)發(fā)達(dá)國家數(shù)據(jù)，聚碳酸酯在電子電氣、汽車制造業(yè)中使用比例在40%50%，目前中國在該領(lǐng)域的

6、使用比例只占10%左右，電子電氣和汽車制造業(yè)是中國迅速發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，未來這些領(lǐng)域?qū)厶妓岽椎男枨罅繉⑹蔷薮蟮?。預(yù)計(jì)2005年中國汽車總量將達(dá)300多萬輛，屆時(shí)需求量也將達(dá)到3萬t，因而聚碳酸酯在這一領(lǐng)域的應(yīng)用是極有拓展?jié)摿Φ摹?用于生產(chǎn)醫(yī)療器械由于聚碳酸酯制品可經(jīng)受蒸汽、清洗劑、加熱和大劑量輻射消毒，且不發(fā)生變黃和物理性能下降，因而被廣泛應(yīng)用于人工腎血液透析設(shè)備和其他需要在透明、直觀條件下操作并需反復(fù)消毒的醫(yī)療設(shè)備中。如生產(chǎn)高壓注射器、外科手術(shù)面罩、一次性牙科用具、血液分離器等。 用于航空、航天領(lǐng)域近年來，隨著航空、航天技術(shù)的迅速發(fā)展，對飛機(jī)和航天器中各部件的要求不斷提高，使得pc在該領(lǐng)域的

7、應(yīng)用也日趨增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅一架波音型飛機(jī)上所用聚碳酸酯部件就達(dá)2500個(gè)，單機(jī)耗用聚碳酸酯約2噸。而在宇宙飛船上則采用了數(shù)百個(gè)不同構(gòu)型并由玻璃纖維增強(qiáng)的聚碳酸酯部件及宇航員的防護(hù)用品等。 用于包裝領(lǐng)域近年來，在包裝領(lǐng)域出現(xiàn)的新增長點(diǎn)是可重復(fù)消毒和使用的各種型號的儲水瓶。由于聚碳酸酯制品具有質(zhì)量輕，抗沖擊和透明性好，用熱水和腐蝕性溶液洗滌處理時(shí)不變形且保持透明的優(yōu)點(diǎn)，目前一些領(lǐng)域pc瓶已完全取代玻璃瓶。據(jù)預(yù)測，隨著人們對飲用水質(zhì)量重視程度的不斷提高，聚碳酸酯在這方面的用量增長速度將保持在10%以上，預(yù)計(jì)到2005年將達(dá)到6萬t。 用于電子電器領(lǐng)域由于聚碳酸酯在較寬的溫、濕度范圍內(nèi)具有良好而恒定的

8、電絕緣性，是優(yōu)良的絕緣材料。同時(shí)，其良好的難燃性和尺寸穩(wěn)定性，使其在電子電器行業(yè)形成了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。聚碳酸酯樹脂主要用于生產(chǎn)各種食品加工機(jī)械，電動工具外殼、機(jī)體、支架、冰箱冷凍室抽屜和真空吸塵器零件等。而且對于零件精度要求較高的計(jì)算機(jī)、視頻錄像機(jī)和彩色電視機(jī)中的重要零部件方面，聚碳酸酯材料也顯示出了極高的使用價(jià)值。 用于光學(xué)透鏡領(lǐng)域聚碳酸酯以其獨(dú)特的高透光率、高折射率、高抗沖性、尺寸穩(wěn)定性及易加工成型等特點(diǎn)，在該領(lǐng)域占有極其重要的位置。采用光學(xué)級聚碳酸配制作的光學(xué)透鏡不僅可用于照相機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡及光學(xué)測試儀器等，還可用于電影投影機(jī)透鏡、復(fù)印機(jī)透鏡、紅外自動調(diào)焦投影儀透鏡、激光束打印機(jī)透鏡

9、，以及各種棱鏡、多面反射鏡等諸多辦公設(shè)備和家電領(lǐng)域，其應(yīng)用市場極為廣闊。聚碳酸酯在光學(xué)透鏡方面的另一重要應(yīng)用領(lǐng)域便是作為兒童眼鏡、太陽鏡和安全鏡和成人眼鏡的鏡片材料。近年來，世界眼鏡業(yè)聚碳酸酯消費(fèi)量年均增長率一直保持在20%以上，顯示出極大的市場活力。 用于光盤的基礎(chǔ)材料近年來，隨著信息產(chǎn)業(yè)的倔起，由光學(xué)級聚碳酸酯制成的光盤作為新一代音像信息存儲介質(zhì)，正在以極快的速度迅猛發(fā)展。聚碳酸酯以其優(yōu)良的性能特點(diǎn)因而成為世界光盤制造業(yè)的主要原料。目前世界光盤制造業(yè)所耗聚碳酸酯量已超過聚碳酸酯整體消費(fèi)量的20%，其年均增長速度超過10%。中國光盤產(chǎn)量增長迅速，據(jù)國家新聞出版總署公布的數(shù)字，2002年全國共

10、有光盤生產(chǎn)線748條，年耗光學(xué)級聚碳酸酯約8萬噸，且全部進(jìn)口。因而聚碳酸酯在光盤制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景是極為廣闊的。 編輯本段影響超過100 項(xiàng)研究探索了聚碳酸酯纖維的bisphenol a leachates 在生態(tài)的反應(yīng)。howdeshell 等發(fā)現(xiàn)在室溫一種內(nèi)分泌干擾素bisphenol a（c15h16o2）（雙酚a) 看來從聚碳酸酯纖維動物籠子被滲入水，而它也許是引至對雌鼠生殖器官的發(fā)達(dá)的原因。由vom saal 和休斯在2005 年8月出版在對分析bisphenol a leachate 低藥量影響的文件,似乎發(fā)現(xiàn)了暗示在財(cái)政的資助和得出結(jié)論之間有關(guān)系： 工業(yè)界資助的研究看上去傾向于沒

11、有發(fā)現(xiàn)重大作影響； 政府資助的研究傾向于發(fā)現(xiàn)有重大影響。 4.pc的化學(xué)性質(zhì)及性能最成功的工業(yè)生產(chǎn)的聚碳酸酯是用雙酚a與光氣界面縮聚工藝進(jìn)行反應(yīng)。這一反應(yīng)是在水相和有機(jī)相存在下的堿性條件進(jìn)行的。分子量通過使用酚的鏈終止劑加以控制。生產(chǎn)雙酚a聚碳酸酯的工藝由于界面反應(yīng)和產(chǎn)品的回收而復(fù)雜化。韌性是聚碳酸酯最突出的性能，的確,對于象學(xué)校窗戶、防暴設(shè)備及運(yùn)動設(shè)備方面應(yīng)用來說，聚碳酸酯在韌性上幾乎沒有對手。高分于結(jié)構(gòu)中的碳酸酯鏈段使聚碳酸酯成為韌性最好和最耐用的塑料之一，而雙酚a鏈段使聚合物有很高的熱性能（tg300f）。典型的商品聚碳酸酯分子量為22 00035 000，多分散性（mwmn）一般為22

12、25。除分子量外，聚碳酸酯的熔體流動速率（astm d 1238， 573f， 12kg）一般也有一定的范圍。標(biāo)準(zhǔn)的商品的熔體流動范圍為423。超過這一熔體的流動范圍，除了流變學(xué)性能外其他性能相當(dāng)穩(wěn)定，只有缺口懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度在較高的熔體流速下有輕微的下降。除成本外對聚碳酸酯實(shí)際僅有幾種限制。不宜長期暴露于高溫及潮濕的環(huán)境中，因?yàn)榫厶妓狨ピ诟邷叵碌拈L期耐水解穩(wěn)定性差?？赏ㄟ^使用熱穩(wěn)定劑。紫外線穩(wěn)定劑、脫模劑、玻璃纖維和阻燃劑對其改性。商業(yè)化產(chǎn)品通常必須滿足由fda、nsf、ul和其他機(jī)構(gòu)所確立的有關(guān)指標(biāo)。品級實(shí)用化的聚碳酸酯有通用級和符合美國食品和醫(yī)藥管理局（fda）要求的品級兩種。這些品級含

13、有脫模劑、紫外線穩(wěn)定劑或兩種之一。在一定應(yīng)用領(lǐng)域中要求較低的模塑收縮率和較高的模量時(shí)可使用玻璃填充產(chǎn)品。阻燃級有 ul94（18 in） v-o和v-05v兩種。阻燃的極限氧指數(shù)約為40而通用級為26。含有發(fā)泡劑的結(jié)構(gòu)用泡沫級也可買到。對于要求高熔體強(qiáng)度象吹塑和結(jié)構(gòu)用板材的應(yīng)用領(lǐng)域可使用文化聚碳酸酯。各種新型的易流動樹脂可用于改進(jìn)聚碳酸酯的加工性能同時(shí)又能保持聚碳酸酯的性能。很高的熔體流動速率（mfr80）的品級可用于滿足生產(chǎn)高密磁盤的嚴(yán)格要求。也有各種品級用于特殊用途，如薄膜、醫(yī)學(xué)用及眼用鏡片。特殊級別的不透明聚碳酸酯共混物也已生產(chǎn)出來，其加工性能，低溫韌性和切口敏感性有所改善。這些品級包括

14、聚碳酸酯與各種彈性體、聚烯烴、熱塑性聚酯、abs和aes的共混物。pc也具有缺口敏感性，因此適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出具有合適半徑的零件是很重要的。缺口敏感性在抗沖改性產(chǎn)品和共混物中可得到改善。通過添加劑、涂層或共擠出技術(shù)可改善聚碳酸酯的耐候性、耐化學(xué)藥品性和耐刮痕性。碳酸芳香族酯類、聚酯一碳酸酯共聚物和特種聚碳酸酯共聚物已經(jīng)開發(fā)成功并用于要求高熱變形溫度的應(yīng)用領(lǐng)域。聚碳酸酯商品的顏色范圍很寬，包括標(biāo)準(zhǔn)色、指定的顏色，指定的不透明的，標(biāo)準(zhǔn)白、灰和黑色品級通用聚碳酸酯的典型性能a：astm試驗(yàn)方法 來源：dw chemical co性能值熔體流動速率g10min（d1238） 4-22缺口懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度，f

15、t.-ibin（d-256）14-18彎曲模量mpa（d-790）2413熱變形溫度1.82mpa，f（d-648） 258-270霧度，（d1003）0.71.5透光率，（d-l003）8791介電強(qiáng)度，vmil（d-l49）405-425氧指數(shù)（d2863）26可燃性，ul94 v5.pc的發(fā)展現(xiàn)狀中國聚碳酸酯的發(fā)展建議;經(jīng)過40多年的發(fā)展，中國的聚碳酸酯仍未形成自己先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和具有工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)裝置，特別是近年來隨著國內(nèi)聚碳酸酯的消費(fèi)量迅速增長，生產(chǎn)與市場形成了極不協(xié)調(diào)的供需矛盾。因此，大力發(fā)展中國聚碳酸酯工業(yè)是十分迫切和必要的。針對目前的現(xiàn)狀提出以下幾點(diǎn)建議：建議通過各種途徑引進(jìn)成

16、套國外先進(jìn)技術(shù)。國內(nèi)目前技術(shù)水平與國外先進(jìn)水平差距較大，如果完全靠國內(nèi)自行開發(fā)技術(shù)，難度較大，可能會錯(cuò)過發(fā)展的有利時(shí)機(jī)，所以應(yīng)進(jìn)一步與國外公司接觸，引進(jìn)技術(shù)、人才、合資建廠，加快建設(shè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模聚碳酸酯生產(chǎn)裝置的步伐。 加強(qiáng)基礎(chǔ)建設(shè)及配套工程。在加快現(xiàn)有裝置的改造的同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)配套原料雙酚a裝置建設(shè)，同時(shí)有關(guān)部門應(yīng)給予聚碳酸酯裝置建的優(yōu)惠政策和資金支持，為聚碳酸酯工業(yè)在中國快速發(fā)展提供有力的保證。 加強(qiáng)聚碳酸酯的應(yīng)用研究。聚碳酸酯的應(yīng)用要向高功能化、專用化方向發(fā)展，充分利用國內(nèi)一些科研單位在塑料改性及塑料合金方面的技術(shù)成果，提高產(chǎn)品的檔次及附加值，在產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域同國外的各種專用牌號聚碳酸酯競爭，力

17、爭占領(lǐng)國內(nèi)市場。 合作開發(fā)非光氣法。由于非光氣生產(chǎn)工藝是一種符合環(huán)境要求的綠色工藝，也是今后聚碳酸酯工藝的主要發(fā)展方向。因此我們充分利用并發(fā)揮國內(nèi)聚碳酸酯技術(shù)潛力，與世界先進(jìn)的大公司合作，開展非光氣法聚碳酸酯的生產(chǎn)和應(yīng)用開發(fā)工作，為中國聚碳酸酯的生產(chǎn)水平早日趕超國外先進(jìn)水平奠定良好的基礎(chǔ)。 聚碳酸酯近年在平淡的世界塑料原料市場中，聚碳酸酯市場求一直穩(wěn)速增長表現(xiàn)堅(jiān)挺，成為為數(shù)不多的市場亮點(diǎn)。近年世界聚碳酸酯市場的年需求量達(dá)120萬t左右，在歐洲市場聚碳酸酯的銷售量已超過預(yù)測值，且市場供應(yīng)緊缺現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。據(jù)世界最大的聚碳酸酯生產(chǎn)廠商美國通用電器公司（ge）信息反饋，聚碳酸酯的所有市場應(yīng)用領(lǐng)域的需

18、求量呈現(xiàn)回升態(tài)勢，ge公司的產(chǎn)量已增加了10%以上。根據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，世界聚碳酸酯的需求量年均增長率為8%10%。近年世界聚碳酸酯業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展主要呈現(xiàn)如下特點(diǎn)。在市場需求迅速增加的同時(shí)，世界幾大聚碳酸酯生產(chǎn)廠商紛紛宣布將實(shí)施擴(kuò)充產(chǎn)能和建設(shè)新裝置的計(jì)劃。（剖析主流資金真實(shí)目的，發(fā)現(xiàn)最佳獲利機(jī)會?。┱际澜缇厶妓狨ナ袌龇蓊~45%的ge公司除繼續(xù)在現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置上提高產(chǎn)量外，在1998年7月宣布將其在西班牙開工建設(shè)的13萬t/a的聚碳酸酯生產(chǎn)裝置（投資7億美元）增加至15萬t/a，一期工程計(jì)劃于1999年初投產(chǎn)， 擴(kuò)建的二期工程計(jì)劃在2002年完工。緊隨著占據(jù)世界聚碳酸酯市場份額25%的bayer 公

19、司宣布將其生產(chǎn)能力提高20%30%，而在此之前，bayer公司已新建了2條5萬t/a 的生產(chǎn)裝置。其他幾個(gè)世界聚碳酸酯生產(chǎn)廠商如dow化學(xué)公司、日本tei一jin 公司也都在擴(kuò)充產(chǎn)能.即使在東南亞地區(qū)，雖然發(fā)生了金融危機(jī)，但中國臺灣、泰國、新加坡的聚碳酸酯生產(chǎn)裝置新建計(jì)劃仍如期進(jìn)行，如thai聚碳酸酯公司5萬t/a 的聚碳酸酯廠將于今年投產(chǎn)，bayer公司在泰國建設(shè)1套4萬t/a的聚碳酸酯和1套pc/abs 生產(chǎn)裝置，這2套裝置預(yù)計(jì)2000年投產(chǎn)。dow化學(xué)公司與韓國lg化工公司將合資建1 個(gè)聚碳酸酯生產(chǎn)企業(yè)，同時(shí)新建1套13萬t/a的聚碳酸酯生產(chǎn)裝置。 市場展望世界范圍內(nèi)各廠商競相新建裝置的

20、新動向再次引起世界塑料業(yè)人士的關(guān)注。部分業(yè)內(nèi)人士擔(dān)心，盡管目前亞洲聚碳酸酯市場需求增長形勢并未受到東南亞地區(qū)經(jīng)濟(jì)衰弱影響，其市場需求的增長速率仍可維持在兩位數(shù)，但若今后幾年內(nèi)，對聚碳酸酯需求不能繼續(xù)保持這種高速增長趨勢，那么世界聚碳酸酯業(yè)有可能面臨產(chǎn)大于需的市場境況。 目前美國、歐洲和日本仍是世界聚碳酸酯的主要消費(fèi)地區(qū)，但排名已發(fā)生變化。日本的市場消費(fèi)年增長率超過了美國，躍居世界第一，主要得力于其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的復(fù)蘇。1997年歐洲聚碳酸酯市場消費(fèi)量也超過美國，且增幅驚人。 按pc樹脂的兩大品種分，1997年歐洲聚碳酸酯的市場消費(fèi)量增長8.6%、pc/abs 共混物增長7.6%，其中市場需求增長最大

21、的為包裝、照明、交通及窗玻璃領(lǐng)域。1997年美國聚碳酸酯的市場增長形勢雖從總體上遜色于歐洲市場，但美國1997年的pc/abs共混物的市場消費(fèi)增長率卻超過歐洲，達(dá)11.4%，其聚碳酸酯的市場需求增長4.4%。在另一增長迅速的巴西市場， 聚碳酸酯的應(yīng)用構(gòu)成為：汽車領(lǐng)域占32%，光盤用占24%，大號礦泉水瓶用占16%，電器領(lǐng)域用占15%，嬰兒奶瓶用占11%，其余2%是用于建筑板材。 目前歐洲聚碳酸酯的應(yīng)用雖然依舊偏重于電器領(lǐng)域，但窗玻璃的應(yīng)用已成為另一市場消費(fèi)重點(diǎn)。美國聚碳酸酯的消費(fèi)仍主要在窗玻璃、汽車領(lǐng)域。1997年日本聚碳酸酯的市場構(gòu)成未有太大變化，電子、電器類仍為主要應(yīng)用領(lǐng)域，其次是汽車、片

22、材及薄膜等領(lǐng)域。 另外在汽車玻璃及窗玻璃應(yīng)用中，雖然聚碳酸酯的抗沖擊性均高于有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯，pmma）、聚苯乙烯、聚氯乙烯等透明板材， 但仍有其應(yīng)用弱點(diǎn)，為提高聚碳酸酯的抗刮性能和耐磨性，須對聚碳酸酯進(jìn)行涂層處理，對此， ge公司、bayer公司、cfi公司均開發(fā)出了硅酮硬質(zhì)涂層技術(shù)。日本三菱工程塑料公司及三菱瓦斯化學(xué)公司則聯(lián)合開發(fā)出另一種技術(shù)“涂層薄膜插入注射”體系，即將具有硬質(zhì)涂層的聚碳酸酯片材與聚碳酸酯結(jié)合在一起。一旦聚碳酸酯玻璃在汽車業(yè)被廣泛采用，不僅可使每輛汽車的重量減少40%，而且此應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑿纬赡赇N售額50億60億美元的巨大消費(fèi)市場，市場前景極為廣闊。 全球聚碳酸酯業(yè)

23、走入困境，全球性的經(jīng)濟(jì)衰退對聚碳酸酯 市場需求增長所產(chǎn)生的嚴(yán)重影響正在顯現(xiàn)。9月，在香港市場上的現(xiàn)貨價(jià)格已經(jīng)從一年前的最高峰的每噸3800美元降到2200美元，而在美國市場的平均價(jià)格今年也下降了6%-8%。加之全球生產(chǎn)能力到2002年底將增加18%計(jì)劃的逐步實(shí)施，市場對聚碳酸酯的需求出現(xiàn)銳減。日 前，一些國際權(quán)威機(jī)構(gòu)將今年北美歐洲市場對聚碳酸酯的需求增長預(yù)測從8%調(diào)低到1%，亞太地區(qū)的需求也從12%調(diào)低至4%-6%。 但是，這個(gè)領(lǐng)域的一些生產(chǎn)者對長期的市場前景仍表樂觀，他們正在按計(jì)劃啟動新的產(chǎn)能，這些產(chǎn)能主要出現(xiàn)在亞洲，這個(gè)地區(qū)的產(chǎn)能目前已占到全球的近一半。lg和道化學(xué)公司共同投資在韓國建設(shè)的

24、聚碳酸酯項(xiàng)目已增加了6.5萬噸的產(chǎn)能，中國臺灣地區(qū)將于明年4月投產(chǎn)的年產(chǎn)5萬噸的項(xiàng)目，投資者還計(jì)劃在明年底將產(chǎn)能擴(kuò)大一倍。而同期投產(chǎn)的還有中國臺灣與日本合資的另一個(gè)年產(chǎn)5萬噸、同樣計(jì)劃在2004年擴(kuò)大產(chǎn)能一倍的項(xiàng)目。 拜耳在中國臺灣的生產(chǎn)裝置到今年底將新增產(chǎn)能7萬噸，使其在這個(gè)地區(qū)的總產(chǎn)能達(dá)到13萬噸。不過，拜耳已經(jīng)修訂了其在該地區(qū)的發(fā)展計(jì)劃。新加坡帝人聚碳酸酯公司年產(chǎn)5萬噸光學(xué)級聚碳酸酯的設(shè)備也即將投產(chǎn)，其另一個(gè)年產(chǎn)5萬噸的生產(chǎn)裝置也將在2002年底投產(chǎn)，到時(shí)該公司的產(chǎn)能將達(dá)到18萬噸。日本三菱化成、三菱瓦斯化學(xué)及三菱工程塑料等在日本投資的年產(chǎn)7萬噸的生產(chǎn)設(shè)備也將于明年4月建成。與此同時(shí)，這

25、三家公司還將于2004年將 他們在泰國的合資企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)大到8萬噸。在歐美地區(qū)，聚碳酸酯的產(chǎn)能也將擴(kuò)大，如到2002年，西班牙和阿爾巴尼亞的產(chǎn)能將要分別增加13萬噸和7萬噸。 分析家認(rèn)為，推遲啟動這些生產(chǎn)能力可能使聚碳酸酯價(jià)格下滑之勢得到緩解，而如果這些企業(yè)一意孤行把大量的產(chǎn)品推向市場的話將會給本來就不景氣的市場帶來沉重打擊，投資并不會獲得預(yù)期的收益。 中國是世界上聚碳酸酯的主要生產(chǎn)地之一，拜耳、道化學(xué)、帝人、三菱化學(xué)等都在中國建有生產(chǎn)裝置。由于一年以前市場需求走旺，國內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)也紛紛擴(kuò)產(chǎn)，預(yù)計(jì)到2005年，中國聚碳酸酯的年生產(chǎn)能力可望超過10萬噸，年需求量也將達(dá)到9萬噸。 聚碳酸酯是一種性

26、能優(yōu)異的通用工程塑料，自問世以來迅速在發(fā)達(dá)國家形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，且技術(shù)持續(xù)發(fā)展，裝置規(guī)模不斷擴(kuò)大。由于聚碳酸酯光學(xué)透明性好、抗沖擊強(qiáng)度高，并具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐蠕變性、抗寒性、電絕緣性和阻燃性等特點(diǎn)，使之在透明建筑板材、電子電器、光盤媒介、汽車工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 透明聚碳酸酯中國在聚碳酸酯研發(fā)上雖起步較早，先后有不少企業(yè)進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)，但由于工藝技術(shù)落后、生產(chǎn)裝置規(guī)模較小、產(chǎn)能低、產(chǎn)品質(zhì)量差，目前僅剩一家企業(yè)維持生產(chǎn)，中國國內(nèi)市場所需的聚碳酸酯不得不大量依賴進(jìn)口。因此，大力加強(qiáng)聚碳酸酯研發(fā)，加速實(shí)現(xiàn)其規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，已成為國家的重要戰(zhàn)略需求。 中國中科院長春應(yīng)化所與甘肅銀光聚銀化工有限公司合作

27、，2005年創(chuàng)新性地采用一步光氣界面法制備聚碳酸酯，在小試層面上獲得成功，其成果在工藝路線的選擇、合成反應(yīng)條件的選取、產(chǎn)品的理化分析等方面取得了重要突破。在此基礎(chǔ)上，在甘肅省科技廳和中科院蘭州分院的大力支持下，他們又不失時(shí)機(jī)地開展了年產(chǎn)500噸聚碳酸酯產(chǎn)業(yè)化的研發(fā)。 2005年，長春應(yīng)化所與聚銀公司合作承擔(dān)了甘肅省科技攻關(guān)項(xiàng)目“年產(chǎn)500噸聚碳酸酯中試技術(shù)研究與開發(fā)”。經(jīng)過3年多的聯(lián)合攻關(guān)，先后突破了界面縮聚反應(yīng)、樹脂洗滌分離、樹脂分析等技術(shù)關(guān)鍵，自主設(shè)計(jì)并成功建成了年產(chǎn)500噸規(guī)模的聚碳酸酯生產(chǎn)線，所生產(chǎn)的產(chǎn)品主要性能指標(biāo)達(dá)國際同類產(chǎn)品水平。 該成果打破了國外對中國聚碳酸酯生產(chǎn)技術(shù)的壟斷，形

28、成了具有中國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的聚碳酸酯全套生產(chǎn)技術(shù)，為今后開發(fā)萬噸級聚碳酸酯工藝技術(shù)，并加速實(shí)現(xiàn)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。二、加工方法聚碳酸酯（pc）是碳酸的聚酯類，碳酸本身并不穩(wěn)定，但其衍生物（如光氣，尿素，碳酸鹽，碳酸酯）都有一定穩(wěn)定性。 按醇結(jié)構(gòu)的不同，可將聚碳酸酯分成脂族和芳族兩類。 脂族聚碳酸酯。如聚亞乙基碳酸酯，聚三亞甲基碳酸酯及其共聚物，熔點(diǎn)和玻璃化溫度低，強(qiáng)度差，不能用作結(jié)構(gòu)材料；但利用其生物相容性和生物可降解的特性，可在藥物緩釋放載體，手術(shù)縫合線，骨骼支撐材料等方面獲得應(yīng)用。 這里著重介紹芳族聚碳酸酯?？蒲腥藛T曾研究過多種雙酚聚碳酸酯，但以工業(yè)化的僅限于雙酚a聚碳酸酯，

29、因?yàn)槠淙埸c(diǎn)高，物理機(jī)械性能好。通常如未標(biāo)明是哪一類聚碳酸酯，指的就是這一品種。 工業(yè)上應(yīng)用的聚碳酸酯主要由雙酚a和光氣來合成，其主鏈含有苯環(huán)和四取代的季碳原子，剛性和耐熱性增加，tm=265-270，tg=149，可在15-130內(nèi)保持良好地力學(xué)性能，抗沖性能和透明性特好，尺寸穩(wěn)定，耐蠕變，性能優(yōu)于滌綸聚酯，是重要的工程塑料。但聚碳酸酯易應(yīng)力開裂，受熱時(shí)易水解，加工前應(yīng)充分干燥。 聚碳酸酯的制法有酯交換法和光氣直接法。 （1）酯交換法 原理與生產(chǎn)滌綸聚酯的酯交換法相似。雙酚a與碳酸二苯酯熔融縮聚，進(jìn)行酯交換，在高溫減壓條件下不斷排除苯酚，提高反應(yīng)程度和分子量。 酯交換法需用催化劑，分兩個(gè)階段進(jìn)

30、行：第一階段，溫度180-200，壓力270-400pa，反應(yīng)1-3h,轉(zhuǎn)化率為80%-90%；第二階段，290-300,130pa以下，加深反應(yīng)程度。起始碳酸二苯酯應(yīng)過量，經(jīng)酯交換反應(yīng)，排出苯酚，由苯酚排出量來調(diào)節(jié)兩基團(tuán)數(shù)比，控制分子量。 苯酚沸點(diǎn)高，從高粘熔體中脫除并不容易。與滌綸聚酯相比，聚碳酸酯的熔體粘度要高得多，例如分子量3萬，300時(shí)的粘度達(dá)600pa?s，對反應(yīng)設(shè)備的攪拌混合和傳熱有著更高的要求。因此，酯交換法聚碳酸酯的分子量受到了限制，多不超出3萬。 熔融酯交換法制備聚碳酸酯的方法。以碳酸二苯酯和雙酚a為原料，在催化劑作用下，分酯交換和縮聚兩個(gè)階段合成芳香性聚碳酸酯。所用催化劑

31、為堿金屬乙酰丙酮配合物，相對于每摩爾芳香二羥基，催化劑的使用量為10-7-10-3mol，反應(yīng)溫度在100-250之間，分階段減壓。本發(fā)明制備的產(chǎn)品具有較高的粘均分子量、無色、較低的粘均分子量與數(shù)均分子量比值。1.1原理：以碳酸二苯酯（dpc）和雙酚 a（bpa）為原料、熔融酯交換法制備聚碳酸酯（pc）預(yù)聚體,其中，以乙酸鋰為催化劑，在原料配比 n（dpc）n（bpa）=1.041、出料溫度 270 、反應(yīng)時(shí)間 105 min、催化劑用量 0.100%的條件下，合成的pc預(yù)聚體的黏均相對分子質(zhì)量最大。催化劑用量越大，pc 預(yù)聚體的黏均相對分子質(zhì)量越大；而催化劑用量越少，pc 預(yù)聚體的透光率越高

32、。1.2優(yōu)點(diǎn)：酯交換法工藝簡單且對環(huán)境危害較小。（2）光氣直接法 光氣屬于酰氯，活性高，可以與羥基化合物直接酯化。光氣法合成聚碳酸酯多采用界面縮聚技術(shù)。雙酚a和氫氧化鈉配成雙酚鈉水溶液作為水相，光氣的有機(jī)溶液（如二氯甲烷）為另一相，以胺類（如四丁基溴化銨）作催化劑，在50下反映。反映主要在水相一側(cè)，反應(yīng)器內(nèi)的攪拌要保證有機(jī)相中的光氣及時(shí)地?cái)U(kuò)散至界面，以供反映。光氣直接法比酯交換法經(jīng)濟(jì)，所得分子量也較高。 界面縮聚是不可逆反應(yīng)，并不嚴(yán)格要求兩基團(tuán)數(shù)相等，一般光氣稍過量，以彌補(bǔ)水解損失?？杉由倭繂喂倌軋F(tuán)苯酚進(jìn)行端基封鎖，控制分子量。聚碳酸酯用雙酚a的純度要求高，有特定的規(guī)格，不宜含有單酚和三酚，否則，得不到高分子量的聚碳酸酯，或產(chǎn)生交聯(lián)。 pc可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、涂覆和機(jī)加工，最重要的加工方法是注塑。成型之前必須預(yù)干燥，水分含量應(yīng)低于0.02%，微量水份在高溫下加工會使制品產(chǎn)生白濁色