pc材料的水杯安全嗎（pc材料）

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1、3 聚碳酸酯 3.1 簡(jiǎn)介 聚碳酸酯是一種無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒、透明的無(wú)定形熱塑型材料，是分子鏈中含有碳酸酯的一類高分子化合物的總稱，簡(jiǎn)稱PC。

2、一般結(jié)構(gòu)式可表示，由于R基團(tuán)的不同，它可分為脂肪族類和芳香族類兩種。

3、但因制品性能、加工性能及經(jīng)濟(jì)因素等的制約，目前僅有雙酚A型的芳香族聚碳酸酯投入工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。

4、雙酚A型聚碳酸酯是目前產(chǎn)量最大、用途最廣的一種聚碳酸酯，也是發(fā)展最快的工程塑料之一。

5、 雙酚 A型聚碳酸酯(Bisphenol A type Polycarbonate，簡(jiǎn)稱PC)的結(jié)構(gòu)式因其具有優(yōu)良的沖擊強(qiáng)度、耐蠕、耐熱耐寒性、耐老化性、電絕緣性及透光性等，廣泛應(yīng)用于電氣電子零部件、機(jī)械紡織工業(yè)零部件、建筑結(jié)構(gòu)件、航空透明材料及零部件、泡沫結(jié)構(gòu)材料等。

6、隨著汽車行業(yè)和電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，近年來(lái)對(duì)PC的需求空前高漲，世界消費(fèi)能力已達(dá)l100kt/a，其中國(guó)內(nèi)PC消費(fèi)也已達(dá)60kt/a。

7、 目前PC的生產(chǎn)廠主要分布在美國(guó)、西歐和，其中，GE塑料公司、Bayer公司和Dow化學(xué)公司的生產(chǎn)能力占世界總生產(chǎn)能力的80%以上。

8、 我國(guó)PC的研制開發(fā)工作始于1958年，由沈陽(yáng)化工研究院首先開發(fā)成功;發(fā)展至今，所有工藝路線均以光氣為起始原料，生產(chǎn)規(guī)模較小。

9、PC作為一類綜合性能優(yōu)越的工程塑料，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。

10、但它也存在一些缺點(diǎn):如加工流動(dòng)性差，易于應(yīng)力開裂、對(duì)缺口比較敏感以及耐磨性欠佳等。

11、但隨著PC的生產(chǎn)工藝和改性技術(shù)的進(jìn)步，這些方面逐步得到了改進(jìn)，因此PC在越來(lái)越多的領(lǐng)域中得以應(yīng)用。

12、 3.2 聚碳酸酯的合成技術(shù) PC的早期工業(yè)化生產(chǎn)方法有酯交換法和溶液光氣法兩種，這兩種工藝現(xiàn)在基本不再使用。

13、目前在工業(yè)生產(chǎn)中采用的主要是接口光氣法。

14、由于光氣毒性大，同時(shí)二氯甲烷和副產(chǎn)品氯化鈉對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，故20世紀(jì)90年代以來(lái)非光氣法工藝發(fā)展迅速，1993年第一套非光氣法裝置在投產(chǎn)。

15、 3.2.1 接口光氣法 接口光氣法工藝先由雙酚A和50%氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成雙酚A鈉鹽，送入光氣化反應(yīng)釜，以二氯甲烷為溶劑，通入光氣，使其在接口上與雙酚A鈉鹽反應(yīng)生成低分子聚碳酸酯，然后縮聚為高分子聚碳酸酯。

16、 反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，一般采用三乙胺作催化劑。

17、縮聚反應(yīng)后分離的物料、離心母液、二氯甲烷及鹽酸等均需回收利用。

18、該法工藝成熟，產(chǎn)品質(zhì)量較高。

19、 3.2.2 溶液光氣法 溶液光氣法工藝是將光氣引入含雙酚A和酸接受劑(加氫氧化鈣、三乙胺及對(duì)叔丁基酚)的二氯甲烷溶劑中反應(yīng)，然后將聚合物從溶液中分出。

20、GE公司曾在其美國(guó)的第一套裝置中使用此工藝。

21、此工藝經(jīng)濟(jì)性較差，與接口光氣法相比缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。

22、 3.2.3 普通熔融酯交換法熔融酷交換法工藝是以苯酚為原料，經(jīng)接口光氣化反應(yīng)制備碳酸二苯酯(DPC) 碳酸二苯酯再在催化劑(如鹵化鋰、氫氧化鋰、鹵化鋁鋰及氫氧化硼等)、添加劑等存在下與雙酸A進(jìn)行酯交換反應(yīng)得到低聚物，進(jìn)一步縮聚得到PC產(chǎn)品。

23、 酯交換法生產(chǎn)成本比接口光氣法低，但該工藝存在的一些缺陷，阻礙了其工業(yè)化應(yīng)用。

24、如產(chǎn)品光學(xué)性能差、分子量范圍有限、催化劑存在污染等。

25、目前Bayer公司仍在對(duì)該工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行研究，試圖用電解法從副產(chǎn)物氯化鈉中回收氯，并將氯循環(huán)用于制光氣。

26、 3.2.4 非光氣熔融法工藝 由于光氣法毒性大、污染嚴(yán)重，近年來(lái)不用光氣法生產(chǎn)聚碳酸酯的新工藝已研究成功，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，這是聚碳酸酯工業(yè)生產(chǎn)的一大突破。

27、與普通熔融酯交換法的不同之處是，非光氣熔融法工藝不使用劇毒的光氣生產(chǎn)碳酸二苯酯，而是用碳酸二甲酯(DMC)和苯酚進(jìn)行酯交換反應(yīng)生產(chǎn)碳酸二苯酯 碳酸二苯酯再和雙酸A縮聚得到聚碳酸酯。

28、 此工藝中的原料碳酸二甲酯的生產(chǎn)方法一般采用埃尼公司的專利，以甲醇、一氧化碳和氧氣為原料經(jīng)氧化羰基化制得。

29、GE公司在、西班牙分別建設(shè)了規(guī)模40kt/a和130kt/a的非光氣法聚碳酸酯生產(chǎn)裝置。

30、 非光氣熔融法工藝不使用劇毒光氣，有利于環(huán)境保護(hù)，產(chǎn)品更適合于生產(chǎn)高附加值的光盤。

31、生產(chǎn)過(guò)程中，甲醇和苯酚循環(huán)使用，降低了原料成本。

32、與接口光氣法相比，非光氣熔融法工藝在投資和生產(chǎn)成本上更具優(yōu)勢(shì)。

33、 3.3 聚碳酸酯合成技術(shù)研究動(dòng)態(tài) 聚碳酸酯的合成技術(shù)已從光氣法向非光氣法轉(zhuǎn)移。

34、非光氣法制備PC的幾種工藝路線所示:其中， (1)--甲醇氧化羰基化法合成碳酸二甲酯 (2)--碳酸二甲酯酯交換法合成碳酸二苯酯 (3)--酚氧化羰基化法合成碳酸二苯酯 (4)--雙酚A氧化羰基化法合成聚碳酸酯 甲醇氧化羰基化法合成碳酸二甲酯及碳酸二甲酯酯交換法合成碳酸二苯酯技術(shù)已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

35、目前，各大公司紛紛投入大量的精力研究苯酚氧化羰基化法合成碳酸二苯酯和雙酚A氧化羰基化法合成聚碳酸酯技術(shù)。

36、 3.3.1 苯酚氧化羰基化法合成碳酸二苯酯 此工藝直接用苯酚和CO及空氣(O2)進(jìn)行氧化羰基化反應(yīng)生成DPC，其反應(yīng)方程式 該法原料來(lái)源廣泛、價(jià)廉，不用光氣、三6廢少，是DPC合成技術(shù)的發(fā)展方向。

37、國(guó)外從20世紀(jì)70年代至今對(duì)其研究一直非常活躍。

38、美國(guó)通用電氣公司和拜耳公司、GE塑料公司等都把研究焦點(diǎn)集中于羰基化法，并發(fā)表了大量專利報(bào)道。

39、 在國(guó)外的許多專利中，該反應(yīng)的工藝條件要求較高，必須在高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行，反應(yīng)壓力為0.6~6.0MPa，也可以用空氣代替氧氣，反應(yīng)溫度100~150℃左右，反應(yīng)時(shí)間控制在3h左右。

40、該反應(yīng)的關(guān)鍵在于選擇高活性催化劑。

41、 在催化劑的研究中，具有代表性的是堿土金屬化合物(如MgCl2)和過(guò)渡金屬化合物(如Pd、Mn、Cs、Ti、Rh、Ce、Pt、Co等的鹵化物、醋酸鹽)兩大類，其中Pd或Pd鹽添加不同助劑(如錳或鈷鹽等)研究得最多，苯酚的轉(zhuǎn)化率從百分之幾到百分之幾十不等。

42、 羰基化法選用的催化劑包括鈀或鈀的化合物(A)、三價(jià)或四價(jià)鈰化合物(B)、季銨鹽或季磷鹽(C)、醌或還原產(chǎn)物(如芳香族二醇)(D)及任一種堿金屬或堿土金屬鹵化物(E)，采用兩種催化體系，即A、B、E或A、B、C、D。

43、在催化劑中采用不同的鹵化物，也會(huì)使收率發(fā)生變化。

44、該專利中最高收率為8.7%。

45、在一些文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)中，羰基化法選用的催化劑包括具有催化活性的金屬鈀或化學(xué)結(jié)合狀態(tài)的鈀、一種無(wú)機(jī)助催化劑(以鈷鹽和席夫堿形成的鈷的配合物形式)、以及季銨或鹵化磷，單程收率23.8%.另?yè)?jù)報(bào)道，Bayer公司以溴化鈀作催化劑，季銨鹽、有機(jī)鈷鹽等為助劑，DPC收率達(dá)46%;此外還對(duì)連續(xù)化生產(chǎn) DPC工藝進(jìn)行了研究。

46、 盡管在催化劑、工藝條件等技術(shù)問(wèn)題上尚有待于進(jìn)一步研究，但可以相信在不久的將來(lái)，該技術(shù)將實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

47、 3.3.2 雙酚A氧化羰基化法合成聚碳酸酯 與其它方法相比，羰基化法直接合成聚碳酸酯更具有吸引力。

48、該法以雙酚A為原料，選擇第ⅧB族金屬(如鈀)或其化合物為主催化劑，配合無(wú)機(jī)(如Se、Co等)和有機(jī)(如三聯(lián)吡啶、喹啉、醌等)助催化劑，并加入提高選擇性的有機(jī)稀釋劑，在一定溫度和壓力下，通人CO和O2進(jìn)行羰基化反應(yīng)而制得PC。

49、據(jù)報(bào)道國(guó)家材料和化學(xué)研究院(MCR)已用羰基化法成功地合成了分子量為5000的PC，該預(yù)聚體進(jìn)一步聚合可制得商業(yè)級(jí)PC。

50、羰基化法合成聚碳酸酯工藝具有毒性小、無(wú)污染、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，是世界各國(guó)爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)，但尚未見國(guó)內(nèi)羰基化法合成DPC及PC的研究報(bào)道。

51、 3.4 聚碳酸酯改性技術(shù) 雖然PC具有良好的綜合性能;但它也存在著加工流動(dòng)性差、易應(yīng)力開裂、磨損、老化和耐化學(xué)性較差等缺陷，并且其價(jià)格居五大工程塑料之首，因而限制了它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

52、為了改善PC產(chǎn)品的使用性能，國(guó)內(nèi)外廣泛開展了PC的改性研究工作。

53、除采用共聚改性，生產(chǎn)非雙酚A型聚碳酸酯外，另一改性的主要途徑是采用無(wú)機(jī)材料填充增強(qiáng)或與其它樹脂摻混等方法來(lái)提高和改進(jìn)PC的性能，拓寬它的應(yīng)用范圍。

54、 3.4.l 玻纖增強(qiáng)PC技術(shù) 在 PC樹脂中加入2O~40%的玻璃纖維后，機(jī)械強(qiáng)度和彈性模量能提高2~3倍，硬度提高20~30%;耐應(yīng)力開裂提高6~8倍，熱膨脹率和蠕變下降到原來(lái)的1/3，其產(chǎn)品可在130~140℃下長(zhǎng)期使用。

55、但不足之處是增強(qiáng)后沖擊韌性下降，透明度消失。

56、 Dow化學(xué)公司開發(fā)出一種新的高流動(dòng)性(熔體指數(shù)為15)玻纖增強(qiáng)PC，其牌號(hào)為Calibe 5105-15，可用于注射成型汽車薄壁制件。

57、 3.4.2 聚碳酸酯合金(共混)技術(shù) 聚碳酸酯是優(yōu)良的工程塑料，具有沖擊強(qiáng)度高，電絕緣性能優(yōu)良，制品尺寸穩(wěn)定性好，使用溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。

58、不足之處是易于發(fā)生應(yīng)力開裂，對(duì)缺口敏感，耐磨性欠佳以及加工時(shí)流動(dòng)性差。

59、國(guó)外在 PC的改性方面的報(bào)導(dǎo)很多，研制出了多種PC合金，如 PC/ABS， PC/PBT， PC/PET、 PC/PE， PC/PMMA， PC/PA等。

60、 3.4.2.1 不同類型的PC共混 以各種雙酚(雙酚A除外)或其衍生物為單體所制得的各種聚碳酸酯，由于比雙酚A型PC具有更高的使用溫度、韌性或難燃性而頗受重視。

61、若將這些新型PC與雙酚A型PC共混，性能可以互補(bǔ)，獲得良好的改性效果。

62、例如:4-溴代雙酚A(TBBPA)或4-氯代雙酚A(TCBPA)和雙酚A(BPA)一起與光氣反應(yīng)可以制取共縮聚聚碳酸酯。

63、此種共縮聚產(chǎn)物耐燃性優(yōu)良，所以使之與雙酚 A型 PC共混可以改善PC的耐燃性，共縮聚物中TBBPA∶BPA=(4O~30)∶(60~7O)，共混物中共縮聚含量一般以3O%~10%為宜，當(dāng)超過(guò)3O%后，使沖擊強(qiáng)度下降，以致不能作為工程塑料應(yīng)用。

64、晨光化工研究院用4-溴代雙酚A、三溴代苯酚和光氣經(jīng)接口縮聚制得含溴聚碳酸酯齊聚物，再由3%~10%含溴聚碳酸酯齊聚物與9O%~97%的通用級(jí)PC共混，也得到自熄性聚碳酸酯，當(dāng)前者含量達(dá)到10%時(shí)，難燃等級(jí)相當(dāng)于 UL94 V-O，如再加入少量 Sb2O3還能進(jìn)一步提高其難燃性。

65、 3.4.2.2 PC/ABS合金 這是一種異質(zhì)多相體系，綜合了ABS和PC兩者的優(yōu)良位能，一方面可提高ABS的耐熱性、抗沖擊性和拉伸性能.代替ABS用于高性能領(lǐng)域;另一方面可降低PC的成本和熔體粘度.提高流動(dòng)性，改善其加工性能，減少制品內(nèi)應(yīng)力和沖擊強(qiáng)度對(duì)制品厚度的敏感性，代替PC用于薄壁長(zhǎng)流程的制品加工.是一種性能全面的聚合物合金。

66、 PC/ABS合金的微觀結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，其性能取決于原料的型號(hào)、配比、共混方式和條件、成型方法和條件、后處理等因素，而其性能與微觀結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系，當(dāng)PC含量較高時(shí)，PC呈連續(xù)相，共混物制品具有較高的力學(xué)性能;當(dāng)PC、ABS皆為連續(xù)相時(shí)，則形成高阻尼和低沖擊性能;而當(dāng)ABS為連續(xù)相時(shí)，主要體現(xiàn)ABS的性能。

67、 PC/ABS合金在6O年代就實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，國(guó)外在這方面做了很多的工作，已經(jīng)形成了PC/ABS系列合金，有阻燃級(jí)、電鍍級(jí)、耐紫外級(jí)和高流動(dòng)級(jí)等。

68、如德國(guó)Bayer公司開發(fā)的阻燃級(jí)產(chǎn)品Bayblend，美國(guó) GE公司的不含鹵素的自熄性產(chǎn)品 Cycoloy-2OOO，帝人化成公司開發(fā)的電鍍級(jí)マルチロンMK-100OA， GE公司的高流動(dòng)級(jí)Cycoloy-1950。

69、幾種PC/ABS合金的主要性能指針。

70、 3.4.2.3 PC/PBT合金 PC、PBT同屬線型芳香族聚酯，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)相近，因此兼容性較好，可以任何比例摻混，所得合金克服了PBT耐熱性差、耐沖擊性低、缺口沖擊強(qiáng)度不高的缺點(diǎn)，同時(shí)彌補(bǔ)了PC的耐化學(xué)品性能差、成型加工性差和耐磨性欠佳的不足。

71、PC/PBT合金的主要用途是制造保險(xiǎn)杠、汽車門把手、汽車車身側(cè)板、電氣、電子設(shè)備部件等。

72、PBT含量高時(shí)，耐化學(xué)藥品性提高，耐熱變形溫度、沖擊強(qiáng)度降低，這些性能在PC成分的含量在70%~8O%以下時(shí)發(fā)生急驟變化。

73、因此兼顧耐熱性、耐化學(xué)藥品性等多種性能，PBT的含量在20%~30%為宜。

74、PC/PBT合金也已系列化，國(guó)外的主要牌號(hào)有:美國(guó)GE公司的Xenoy,LexanValox344和50O系列;Bayer公司的Pocan和Makroblend;BASF公司的Ultrablend;Cenanese公司的XBR和帝人化成公司的べソティト等。

75、 3.4.2.4 PC/PE合金 該合金是專為改善PC的缺口沖擊強(qiáng)度而設(shè)計(jì)的。

76、PE是產(chǎn)量最大的一種通用塑料，具有較好的加工性能，且價(jià)格低廉。

77、但PC與PE的兼容性不太好，共混時(shí)，如果不充分混煉，極易導(dǎo)致明顯的分層。

78、為了得到兩組分良好分散且不發(fā)生相分離的穩(wěn)定的PC/PE共混體系，應(yīng)當(dāng)選用合適的加工工藝。

79、一般PE的含量不超過(guò)30%，這樣使PE成為分散相，這種共混體系的沖擊強(qiáng)度可為PC的3~4培，耐沸水性、耐熱老化性、耐候性均優(yōu)于純PC。

80、 PC/PE合金適用于制作餐具、容器、機(jī)械零件、電工零件以及安全帽等防護(hù)用品。

81、美國(guó)GE公司和的帝人化成公司分別開發(fā)了各自的PC/PE合金Lexan和。

82、Panlite 。

83、 3.4.2.5 其它PC系合金 PC與氟樹脂(如聚四氟乙烯微粉)共混，既保持PC優(yōu)良的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性以及注射成型性，又改善了其耐磨性。

84、氟樹脂的加入起到了內(nèi)潤(rùn)滑作用，提高了PC的耐磨性并降低了磨擦系數(shù)，如加入微細(xì)的聚四氟乙烯粉末可使PC的耐磨性提高5倍。

85、PC與氟樹脂的共混物可適用于制造各種齒輪、凸輪、軸、軸承以及套筒等。

86、PC與丙烯酸類樹脂的共混物因具有美麗的珍珠光澤和金屬光澤而引人注目。

87、而用這種共混物生產(chǎn)的珠光塑料制品不像加入珠光顏料的制品有毒性，而且耐熱老化性、耐沸水性以及耐應(yīng)力開裂性均比純PC有所提高，所以特別適宜制造食品和化妝品的容器。

88、也可以制造人造珍珠作為裝飾品。

89、 PC/PA合金兼有PC的沖擊強(qiáng)度和PA的優(yōu)良耐溶劑性，具有優(yōu)良的耐油性、耐應(yīng)力開裂性、流動(dòng)性和加工性，可加工成大型部件。

90、因此可用于制造擋泥板等汽車部件以及要求高耐油性和高強(qiáng)度的機(jī)械、電氣和辦公設(shè)備部件等。

91、 PC/PMMA合金為兩種透明材料的組合，二者均為層狀結(jié)構(gòu)，但互不兼容。

92、其合金則為多層結(jié)構(gòu)，由于二者的折射率不同，入射光在反射時(shí)會(huì)產(chǎn)生光的干涉，所以該合金不透明，但具有珠光色彩，可制得具有珍珠般光澤的制品。

93、 PC/TPU合金具有優(yōu)異的低溫沖擊強(qiáng)度和良好的耐化學(xué)性及耐磨性，其彈性模量低于熱塑性共混物，僅為(4O0~1OOO) MPa.它是一種質(zhì)地較軟、有較好的彈性和沖擊韌性的共混物，主要用于制造有沖擊和碰撞危險(xiǎn)的外裝件，如制造有彈性的保險(xiǎn)杠和側(cè)面護(hù)板。

94、 PS與PC共混，使PC的沖擊強(qiáng)度有很大幅度的提高，同時(shí)提高了PS的耐水解性和耐熱性，可用于制造洗衣機(jī)的內(nèi)桶，能耐85℃的肥皂水。

95、 PC/POM合金具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐溶劑性和顯著的耐應(yīng)力開裂性，它的耐熱性較高，熱變形溫度可達(dá)145℃。

96、此外，PC還可以與其它的合成樹脂共混，如與聚二甲基硅氧烷，聚己內(nèi)酯(PCL)，乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，苯乙烯-馬來(lái)酸酐(SMA)，聚醚酰亞胺(PEI)，聚芳酯(PAR)，聚苯硫醚(PPS)，聚砜(PSF)等。

97、一般來(lái)說(shuō)，三元共混物具有更優(yōu)越的綜合性能、是一個(gè)值得注意的發(fā)展方向。

98、 3.5 聚碳酸酯成型技術(shù) PC作為一種工程塑料有良好的使用性能，但它的成型加工卻比較困難，主要是因?yàn)槠淙廴谡扯容^高，而且其制品質(zhì)量對(duì)含濕量比較敏感。

99、物料在加工之前必須嚴(yán)格干燥，使其含混量在 0.02 %以下。

100、 PC可以注射成型，料筒溫度在250~320℃之間，注射壓力在 49.03~ 78.45MPa.模具溫度在 85~120℃。

101、另外PC制件如帶有嵌件，嵌件必須加熱到200℃以上，否則嵌件周圍易產(chǎn)生冷卻不均現(xiàn)象而有內(nèi)應(yīng)力。

102、注射完畢后應(yīng)對(duì)制件進(jìn)行退火處理。

103、PC也可以擠出成型，其產(chǎn)品一般是板、片、膜、棒、管材等。

104、近幾年P(guān)C的透明采光板被建筑界看好，需求量很大.發(fā)展也比較快。

105、在沈陽(yáng)、北京、陜西、上海等地均有生產(chǎn)。

106、擠出用的分子量可高一些，擠出溫度在230~350℃，后處理溫度要嚴(yán)格掌握。

107、除上述兩種成型外，PC還可進(jìn)行吹塑成型。

108、近幾年市場(chǎng)上使用的盛裝純凈水的塑料桶大多是以PC材料制造的。

109、吹塑的模具溫度為100~120℃，吹塑空氣壓力可視瓶壁的厚薄而定。

110、此外PC還可以進(jìn)行一些其它的成型加工.還可以進(jìn)行鉆孔、車、削等機(jī)械加工。

本文分享完畢，希望對(duì)大家有所幫助。

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