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聚碳酸酯工程塑料的化工原料检测分析

发布时间:2024-03-23 6:49:31

  1. 生产聚碳酸酯的原料是什么
  2. 聚碳酸酯是什么材料
  3. 聚碳酸酯的制备

一、生产聚碳酸酯的原料是什么

聚碳酸酯简称pc是分子链中含有碳酸脂基的高分子聚合物,是一种无色透明的热塑性通用工程材料,是一种抗侯性和抗紫外线很好的产品,我们工厂使用的原料就是聚碳酸酯的可以出空心板和实心板,应用很广泛,比如温室大棚,车棚雨棚,站牌顶棚,显示器,广告灯箱等等都可以使用。

二、聚碳酸酯是什么材料

聚碳酸酯(polycarbonate)常用缩写pc

是一种无色透明的无定性热塑性材料。其名称来源于其内部的co3基团。

化学名:2,2'-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯

cas编号:25037-45-0聚碳酸酯耐酸,耐油。  聚碳酸酯不耐紫外光,不耐强碱。密度:1.20-1.22 g/cm 线膨胀率:3.8×10 cm/cm°c 热变形温度:135°c

聚碳酸酯无色透明,耐热,抗冲击,阻燃bi级,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,需要添加阻剂才能符合ul94 v-0级。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。

不耐强酸,不耐强碱,改性可以耐酸耐碱

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。 聚碳酸酯是日常常见的一种材料。由于其无色透明和优异的抗冲击性,日常常见的应用有光碟,眼镜片,水瓶,防弹玻璃,护目镜、银行防子弹之玻璃、车头灯等等、动物笼子宠物笼子。

聚碳酸酯pc也是笔记本电脑外壳采用的材料的一种,它的原料是石油,经聚酯切片工厂加工后就成了聚酯切片颗粒物,再经塑料厂加工就成了成品,从实用的角度,其散热性能也比abs塑料较好,热量分散比较均匀。

三、聚碳酸酯的制备

聚碳酸酯纺织纱管的生产,选用光气法生产的pc为原料,其中新料为80%,再生料为20%。其生产工艺流程如下:

配料→干燥→注射→修整→抛光→热处理→制品。

烘箱干燥温度115-120℃, 16-20小时,物料在料盘上厚度为30毫米以下,使树脂含水量在0.03%以下。

料筒三区温度为200-220、 250-280、 260-290℃,喷咀温度比料筒稍低些,低5-10℃。注射压力60-100mpa,成型周期25秒,热处理温度115-120℃, 1小时,要采用倒悬式进行热处理。

该纱管比木质纱管使用寿命长3倍、尺寸稳定、耐候性好,不起毛、光洁度好,能提供各种颜色的纱管,便于搞好班组经济核算。

对于废旧再生pc料,还可以进行增韧处理,顶替新料使用。可在再生pc料中,共混少量的尼龙树脂,或高抗冲聚苯乙烯树脂,可使制品的冲击强度提高1倍以上,弯曲强度也有改善,对树脂的加工性能、表面光铎均有所提高了很多。

此外,由于尼龙在熔融时粘度极低,能对共混体系中的颜料有优良的浸润包复作用,破坏了颜料较子的聚集给构,增加了颜料分散性,为此可降低颜料用量的20%。 pc料一定要干燥,使之含水量降到0.02%以下。pc板原料的分子量应选在3.5万为好。

挤出机螺杆长径比为20:1,杆中的加料段和计量段长度各占全长的25%,而且螺槽深度一定,压缩段长度为全长的一半。螺杆压缩比为2.5-3;螺槽深度一般应小于4毫米;用销钉螺杆混炼效果更好。

过遮网组可采用80/120/200/120/80目型式。

衣架式机头比较常用,但造价较贵。 片材的压延方法有水平方向挤出压延片,倾斜方向挤出压延片,向下或向上挤出压延片。但目前最好的是辊筒倾斜压延法。

典型的pc板挤出条件:

机简温度260、 280、300℃,机头温度2801c、压延辊筒温度:上辊121-135℃、中辊129-139℃、下辊132--150℃,螺杆转速12-24转/分,过滤网组40/60/100目。

pc板可用于汽车,飞机风挡玻璃,波纹板,折板,建筑窗玻璃,体育设施天棚玻璃等。

其他:pc可和abs共混,提高冲击强度,abs添加量为50%时,提高幅度最大。abs含量过少时如3%,冲击强度反而下降。

pc可和hdpe共混,共中hdpe含量为30%时共混效采较好,可改善冲击强度,加工流动性能提高,易于充模。ldpe共馄效果很差,出现分层,不能使用。 超过100 项研究探索了聚碳酸酯纤维的bisphenol a leachates 在生态的反应。howdeshell 等发现在室温 一种内分泌干扰素bisphenol a(c15h16o2)(双酚a) 看来从聚碳酸酯纤维动物笼子被渗入水,而它也许是引至对雌鼠生殖器官的发达的原因。由vom saal 和休斯在2005 年8月出版在对分析bisphenol a leachate 低药量影响的文件,似乎发现了暗示在财政的资助和得出结论之间有关系: 工业界资助的研究看上去倾向于没有发现重大作影响; 政府资助的研究倾向于发现有重大影响。

易和其他物质发生化学作用

在聚碳酸酯纤维不应使用氧化钠和其它碱性清洁剂否则导致泄出bisphenol-a(c15h16o2),一种已知的内分泌干扰素 (影响生殖系统)。

特性:

为非结晶性热塑性塑料,优质的耐热性能、良好的透明度和极高的耐冲击强度等物理机械性能。

优点:

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、耐疲劳性佳;

5、耐候性佳;

6、电气特性优;

7、无味无臭对人体无害符合卫生安全;

8、成形收缩率低、尺寸安定性良好。 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。

(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270-400pa,反应1-3h,转化率为80%-90%;第二阶段,290-300℃,130pa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600pa·s,对反应设备的搅拌混合和传热有着更高的要求。因此,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,最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%,微量水份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,因此可进行冷压,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,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。

聚碳酸酯的性能以及成型参数见表:(仅供参考) 密度 1.18~1.20 模具温度 50~80   收缩率 0.5~0.8 注射压力 80~130   预热 温度/°c 110~120 工

数 注射时间 20~90 时间/h 8~10 高压时间 0~5   料桶温度/°c 后段 210~240 冷却时间 20~90  中段 230~280 总周期 40~190   前段 240~285 螺杆转数 28   喷嘴温度 240~250 使用注射机类型 螺杆式   一、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。

二、注射工艺

1、注塑机调整成型参数(视原料分子量高低调整):

料筒温度:前部250—310,中部240—280,后部230—250。

喷嘴温度:比后部低10。

模具温度:70—120。

注射压力:70—140mpa。

螺杆转速:30—120r/min。

成型周期:注射1—25s,冷却5—40s。

三、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、注射速度最好采取多级注射,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—160mpa,螺杆式注塑机为70—140mpa。

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—20min,继续升温至120—125时保温30—40min,然后缓慢冷却至60以下取出。