日本出光PC—出光授权总代理商
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日本出光PC总代理商上海灿合佳公司订购说明
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聚碳酸酯由Alfred Einhorn在1898年首次合成,但未被广泛认知。1955年,Bayer公司的Hermann Schnell重新合成并专利申请了聚碳酸酯,商品名为“Makrolon”。同期,GE公司的Daniel Fox也独立完成合成并申请专利。SABIC公司是全球品牌的PC生产商之一,现位居全球第二。近年来,SABIC在中国的PC业务发展迅速。
聚碳酸酯Polycarbonate,简称PC,是一种分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物。它可以分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等类型。由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低,其在工程塑料方面的应用受到了限制。而芳香族聚碳酸酯因其出色的性能表现,已实现工业化生产,并成为五大工程塑料中增长速度Zui快的通用工程塑料。
一、物理和化学性质
优点:
力学性能:聚碳酸酯独特地结合了刚性与韧性。通常,高刚性的材料易脆,落地即碎,但聚碳酸酯既坚固难弯,又具有出色的韧性。
热稳定性:PC的热稳定性好,熔融温度范围宽,通常在220°C至230°C之间。同时,PC的分解温度高于300°C,长期工作温度可高达120°C,具有良好的耐热性。
流动性:聚碳酸酯熔体粘度高、流动性差,注塑加工性不佳。分子质量增加使熔体粘度增大。成型过程中,调整温度比改变剪切速率更有效。
尺寸稳定性好:聚碳酸酯的耐蠕变性优异,在热塑性工程塑料中表现突出,超过PA和POM。吸水引起的尺寸变化和冷流变形极小,加之收缩率低,确保了出色的尺寸稳定性。
光学性能:聚碳酸酯的大分子链难以取向且不易结晶,使聚合物保持无定形态,因此具有优良的透明性。
电性能:聚碳酸酯分子极性小,玻璃化转变温度高,吸水性低,因此具备优异的电绝缘性能,堪比或超过传统认为电绝缘性优良的PET。
阻燃性:聚碳酸酯原生具备UL94 V-2级阻燃性能,无需添加阻燃剂。添加少量阻燃剂后,PC可达更高防火标准,同时保持优异的光学和力学性能,这是其他塑料产品无法比拟的。
缺点:
耐疲劳性差:聚碳酸酯的耐疲劳性较差,不易承受周期性的循环应力作用。
耐磨性差:PC材料易受外力影响导致表面划痕和磨损。结晶度低,分子链排列紊乱,降低耐刮擦性。加入粉状聚四氟乙烯可提升自润滑性,加入玻璃纤维能增加硬度,改善耐磨性能。
耐应力开裂性差:外力作用下,聚碳酸酯的大分子链不易松弛,导致成型后难以自然消除内应力。
耐水解性差:因分子链含酯基,PC在酸碱条件下易水解,生成酸或醇,耐水解稳定性不高,不宜用于承受重复高压蒸汽的制品。
耐化学性:PC材料具有优异的耐化学性能,可以承受多种化学物质的腐蚀,但耐碱性较差。
对缺口敏感:缺口敏感意味着制品边缘若有缺口,受力时易沿缺口开裂。因PC内应力难消除,制品有缺口时更易裂开。
耐候性:长期紫外线暴露使PC变黄,需加紫外线吸收剂提高耐老化性。
二、加工性能
成型性:PC材料易于加工成型,可以采用注塑、挤出、吹塑等工艺进行加工。然而,PC的流动性较差,模具浇注系统以粗、短为原则,且塑件壁不宜太厚,应均匀,避免有尖角和缺口。由于PC材料对水敏感,成型前需进行干燥处理,水分含量应低于0.02%。同时,需严格控制成型条件,以避免熔融开裂和应力集中等问题。
(1)流变性
聚碳酸酯的熔体黏度随相对分子质量增大而增大。在较低成型温度下,黏度快速增加;在较高温度下,黏度减小。冷却时,黏度迅速上升,使得成型时间短。高剪切速率下,黏度略有下降,但变化幅度小。调节温度比改变剪切速率更有效改善流动状态。
(2)吸水性
聚碳酸酯因极性基团及表面吸附作用而吸水。含水的PC受热时易水解,导致分子链断裂,降低力学性能和抗裂能力,影响外观质量。成型中需注意PC含水量。
(3)成型收缩率
聚碳酸酯的成型收缩率为0.4%~0.8%,受熔融温度、模具温度、注射速度和保压压力等因素影响。制品厚度对收缩率也有影响:4.2mm时Zui小,大于4.2mm时随厚度增大而增大,小于4.2mm时随厚度减小而急剧增大。
注塑成型
聚碳酸酯(PC)注射成型适合制作尺寸精.确、能承受冲击的中小型制品。此过程主要使用螺杆式注射机,配备单头全螺纹、等螺距、压缩渐变型螺杆。为减少逆流,采用锥形尖头或带止逆结构的螺杆。PC的高熔体黏度需大通道结构的密闭式喷嘴和延长型开式喷嘴,以提升制品品质。
干燥的PC在室温空气中15分钟后会失效。料斗须保温,保持物料温度不低于100℃,并在0.5~1小时内用完。注射用PC的平均相对分子质量应在(2.7~3.4)×104之间,水分控制在0.03%以下。
注射成型温度应控制在240℃(流动温度)到340℃(分解温度)之间。高成型压力和注射速度会增加熔体剪切效应和内应力,而速度过慢则易产生熔接痕和波流纹。PC的冲击强度在注射速度为12g/s时Zui高。
制品在模具内冷却定型的温度上限由PC的玻璃化转变温度(130℃)决定。提高模温有助于脱模和均匀冷却,降低内应力。内应力通常用偏振光法及溶剂浸渍法测定。
挤出成型
聚碳酸酯挤出成型可制作板、管、棒和薄膜等。采用单螺杆挤出机,螺杆设计适应PC黏度变化。
聚碳酸酯挤出螺杆长径比18~20,塑化好但易降解。挤出温度低于注射成型,前后段温差10~20℃。剪切速度对熔体黏度影响小,转速宜<100r/min,小长径比时用低速保证塑化。
三、应用领域
电子电器:如计算机外壳、显示器外壳、键盘、机箱、CD片、开关、家电外壳等。
汽车:用于汽车灯具、后视镜、仪表板等内饰装饰件,以及车窗、挡风玻璃等外部装饰件。
建筑:用于制作采光板、遮阳板、隔音板等建筑材料。
光学:由于其优异的透明度和耐高温性能,非常适合用于光学仪器、摄像机镜头、手机摄像头镜片等领域。
包装:用于高档包装,如化妆品、食品、药品等。
四、市场及发展前景
聚碳酸酯(PC)是增长迅速的工程塑料,主要生产商在美国、西欧和日本。2020年,亚太地区尤其中国的PC需求占全球72.6%,中国成为全球Zui大的PC生产和消费国。国家政策支持和生产技术进步推动了PC产业的发展。
尽管起步晚,中国PC产业已实现自主研发,产能快速增长。2019年,中国PC产能达166万吨,2020年增至244万吨。预计到2025年,中国PC产能将接近400万吨。
PC产业受到国家高新技术产业和战略性新兴产业政策的鼓励,但面临消费增速缓慢和市场供大于求的挑战。国内企业需提升产品质量,解决低端产品过剩和高端产品缺乏的问题。
环保的非光气法PC生产工艺是未来的发展方向,需要开发高效催化剂和反应器降低成本。目前,中国PC产品多为基础料,高端产品依赖外资企业。随着产能增加,行业竞争加剧,企业需改善产品性能,开发高性能产品,降低成本,提高竞争力,加强自主研发。
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