PC和PMMA材料特性实用教案

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1、 材料(cilio)特性第1页/共28页第一页，共29页。1. 发展(fzhn)简史 人们开展聚碳酸酯（PC）的研究工作已有近120年的历史了。 早在1881年，K. Birnbaum和C.Lurie就制得了碳酸酯缩合物。 1940年，美国 (杜邦)公司的Peterson成功地制得了可制成纤维和薄膜的高分子量聚碳酸酯并取得了美国专利。可以说，这是关于聚碳酸酯研究开发方面的第一件专利。 1953年10月前西德 (拜耳)公司H.SchneB在Uerdingen工厂(gngchng)首次获得了具有实用价值的热塑性高熔点线形聚碳酸酯并立即在本国申请了专利；接着，于1954年借助比利时专利公布了有关制造

2、方法。1956年，H.SchneLL在汉堡公开了双酚A型聚碳酸酯的详细研究论文。1958年，拜耳公司便以中等规模在全球第一个实现了熔融酯交换法双酚A型聚碳酸酯的工业化生产，商品名为“MakroLon”，中文翻译为“模克隆”。 模克隆(k ln)商品包装第2页/共28页第二页，共29页。1. 发展(fzhn)简史世界上其它(qt)公司的PC工业化历史： （陶氏） 1984年 （帝人化成公司）1960年10月 （三菱瓦斯化学）1961年 （台湾化学和纤维公司) 2002年和出光合资 （台湾旭美化成实业有限公司）1999年奇美与日本旭化成合资 (三养株式会社）1989年开始生产(shngchn)工程

3、塑料，引进三菱技术 （湖南石化公司）2005年引进 旭化成的技术 （喀山石化公司）2007年引进 旭化成的技术 （第一毛织株式会社）1989年开始生产(shngchn)工程塑料，技术来源不详 （高达株式会社）1970年成立，主要生产(shngchn)PC产品，技术来源不详（出光石油化学公司）1960年第3页/共28页第三页，共29页。2. PC的分类(fn li) 用途(yngt)分子量/流动性具体性能第4页/共28页第四页，共29页。按用途按用途(yngt)分类分类第5页/共28页第五页，共29页。按分子量按分子量/流动性分类流动性分类(fn li)第6页/共28页第六页，共29页。按性能按

4、性能(xngnng)分类分类在高端PC产品方面，毫无疑问，SABIC是公认(gngrn)的全球第一第7页/共28页第七页，共29页。3 3、PCPC的性能的性能(xngnng)(xngnng)4.4.化学化学(huxu)(huxu)性性能能3.3.机械性能机械性能5.5.热性能热性能(xngnng)(xngnng)6.6.光学性能和耐辐射性光学性能和耐辐射性8.8.电性能电性能7.7.耐老化性和阻燃性耐老化性和阻燃性1.1.结晶性结晶性2.2.吸水性吸水性1 11.1.相容性相容性1 12.2.交联性交联性9.9.稳定性稳定性10.10.透气性透气性PC的的性能性能第8页/共28页第八页，共2

5、9页。1.1.结晶性结晶性 PC PC大分子链较僵硬，结晶较困难大分子链较僵硬，结晶较困难(kn nn)(kn nn)，一般为无，一般为无定型聚合物，但分子量较低时有结晶趋势。定型聚合物，但分子量较低时有结晶趋势。2.2.吸水性吸水性 PC PC大分子链上堆砌了大量苯环且极性低，其吸水性大分子链上堆砌了大量苯环且极性低，其吸水性在在通用工程塑料甚至所有通用工程塑料甚至所有(suyu)(suyu)热塑性塑料中都是较小热塑性塑料中都是较小的。的。 第9页/共28页第九页，共29页。3.3.机械性能机械性能 PC PC的力学性能优良，尤其是冲击性能优异，在很的力学性能优良，尤其是冲击性能优异，在很宽

6、范围内能保持较好的尺寸稳定性。宽范围内能保持较好的尺寸稳定性。 PC PC的冲击强度在目前使用的热塑性通用和工程塑的冲击强度在目前使用的热塑性通用和工程塑料料(n chn s lio)(n chn s lio)中非常突出。中非常突出。 PC PC的耐蠕变性优于的耐蠕变性优于PAPA和和POMPOM，尺寸稳定性高，而耐，尺寸稳定性高，而耐疲劳强度较低、缺口敏感性高、耐磨性较差。疲劳强度较低、缺口敏感性高、耐磨性较差。 第10页/共28页第十页，共29页。4.4.化学化学(huxu)(huxu)性性能能 PC PC具有一定具有一定(ydng)(ydng)的耐化学药品性，对有机酯、的耐化学药品性，对

7、有机酯、稀无机酸、盐类、油、脂肪烃及醇都比较稳定；稀无机酸、盐类、油、脂肪烃及醇都比较稳定； 不耐稀碱、浓酸、王水、氯烃、胺、酮、酯、芳不耐稀碱、浓酸、王水、氯烃、胺、酮、酯、芳烃及糠醛等。酯基存在使烃及糠醛等。酯基存在使PCPC较容易溶于极性有机溶剂。较容易溶于极性有机溶剂。 常用的溶剂是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯乙烷。常用的溶剂是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯乙烷。第11页/共28页第十一页，共29页。5.5.热性能热性能(xngnng)(xngnng) PC PC具有很高的耐热性能和耐寒性。长期使用温度可具有很高的耐热性能和耐寒性。长期使用温度可在在-100130-100130范围内，脆化温度范

8、围内，脆化温度-100-100，甚至在，甚至在- -180180的低温的低温(dwn)(dwn)下，仍具有一定韧性。相对分子质下，仍具有一定韧性。相对分子质量为量为26000380002600038000的的PCPC树脂在负荷下，树脂在负荷下，HDTHDT为为132138132138，TgTg为为140155140155，维卡软化点为，维卡软化点为154158154158。 Tg：无定形聚合物的状态(zhungti)，玻璃态高弹态黏流态。第12页/共28页第十二页，共29页。6.6.光学光学(gungxu)(gungxu)性能和性能和耐辐射性耐辐射性 PC PC无色透明，透光性高，无色透明，透

9、光性高，透光率大于透光率大于87%87%，最高可，最高可达达90%90%以上；折射率随温以上；折射率随温度度(wnd)(wnd)的变化呈直线的变化呈直线关系。由于折射率高，韧关系。由于折射率高，韧性高，适宜制作精密光学性高，适宜制作精密光学仪器。仪器。 PC PC的耐辐射性能欠佳，的耐辐射性能欠佳，高剂量辐射会使高剂量辐射会使PCPC薄膜的薄膜的高温机械强度明显下降。高温机械强度明显下降。PC材料不变形监视窗材料不变形监视窗第13页/共28页第十三页，共29页。 PC PC耐候性较好，对热、空气、臭氧稳定性很好。但较长耐候性较好，对热、空气、臭氧稳定性很好。但较长时间暴露于紫外光时，会因光氧化

10、反应时间暴露于紫外光时，会因光氧化反应(fnyng)(fnyng)而发黄、而发黄、降解、变脆。故常加入光稳定剂、热稳定剂等以改善其性能。降解、变脆。故常加入光稳定剂、热稳定剂等以改善其性能。7.7.耐老化性和阻燃性耐老化性和阻燃性 在基体中加阻燃性物质在基体中加阻燃性物质(wzh)(wzh)，如，如Mg(OH)2Mg(OH)2、Sb2O3Sb2O3、卤化物、磷酸酯和红磷等，可提高其阻燃性。、卤化物、磷酸酯和红磷等，可提高其阻燃性。第14页/共28页第十四页，共29页。8.8.电性能电性能 PC PC的分子极性小，的分子极性小，TgTg高，吸水性低，因此具有优高，吸水性低，因此具有优良的电绝缘性

11、能，但比非极性的聚合物差。在较宽的良的电绝缘性能，但比非极性的聚合物差。在较宽的温度范围和潮湿条件下，仍可保持较优异的电性能，温度范围和潮湿条件下，仍可保持较优异的电性能，如介电常数如介电常数(ji din chn sh)(ji din chn sh)和介电损耗角正切和介电损耗角正切在室温至在室温至125125范围内几乎不变；在范围内几乎不变；在120120加热后，电加热后，电性能也基本保持不变；在性能也基本保持不变；在-40-120-40-120的低温下，体积的低温下，体积电阻率仅比常温下稍有降低。电阻率仅比常温下稍有降低。第15页/共28页第十五页，共29页。9.9.稳定性稳定性 PC P

12、C加工加工(ji gng)(ji gng)温度高温度高(300(300或更高或更高) )，在存，在存在水、铁或残余碱等杂质的情况下，树脂易变黄，分在水、铁或残余碱等杂质的情况下，树脂易变黄，分子量降低。碱的存在会引起变黄、支化和交联。子量降低。碱的存在会引起变黄、支化和交联。 PC PC吸水性高于聚烯烃，但不影响尺寸稳定性。一吸水性高于聚烯烃，但不影响尺寸稳定性。一般般PCPC吸水率吸水率0.15%0.15%，2525是吸水率是吸水率0.34%0.34%，100100时为时为0.48%0.48%。能耐。能耐6060热水，在更高温度热水，在更高温度(wnd)(wnd)水中易开水中易开裂。树脂中杂

13、质可以与水反应，降低机械性能。裂。树脂中杂质可以与水反应，降低机械性能。第16页/共28页第十六页，共29页。10.10.透气性透气性 PC PC的气密性良好，其透气性与气体的分子量和性质有关的气密性良好，其透气性与气体的分子量和性质有关(yugun)(yugun)。由于水的极性强，。由于水的极性强，CO2CO2与与PCPC的结构相近，因此，其透的结构相近，因此，其透过量要高些。过量要高些。第17页/共28页第十七页，共29页。1 11.1.相容性相容性 PC PC共混塑料共混塑料( (塑料合金塑料合金) )的物理机械性能好坏，与该体系各的物理机械性能好坏，与该体系各组分组分(zfn)(zfn

14、)间的相容性密切相关。研究并了解它与其它树间的相容性密切相关。研究并了解它与其它树脂的相容性是获得优良性能共混物的必要条件。脂的相容性是获得优良性能共混物的必要条件。 (1)PC (1)PC可与聚酯类树脂可与聚酯类树脂( (如如PETPET、PBTPBT等等) )、ABSABS、MPSMPS、POMPOM、PUPU、某些丙烯酸树脂等熔混。、某些丙烯酸树脂等熔混。 (2)PC (2)PC虽可与虽可与PVCPVC均匀熔混，但在均匀熔混，但在PCPC熔融温度下，熔融温度下，PVCPVC会发会发生显著降解。生显著降解。PCPC可与少量可与少量LDPELDPE熔混均匀；也可与氯化聚醚部熔混均匀；也可与氯

15、化聚醚部分熔混。分熔混。 (3)PC (3)PC与与PPPP、HDPEHDPE及及PAPA熔混不均匀，有严重分层现象，但熔混不均匀，有严重分层现象，但似乎不会引起似乎不会引起PCPC降解。降解。 (4)PC (4)PC与烘干的与烘干的PVAPVA熔混时，会严重分解成毫无用处的黄色熔混时，会严重分解成毫无用处的黄色低分子物质。这是低分子物质。这是PVAPVA分子中的羟基破坏分子中的羟基破坏PCPC分子链中酯键造分子链中酯键造成的结果。成的结果。第18页/共28页第十八页，共29页。 PMMA，俗称有机玻璃，俗称亚克力，化学名称，俗称有机玻璃，俗称亚克力，化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯。为聚甲基丙烯酸

16、甲酯。PMMA是由甲基丙烯酸甲酯是由甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体聚合而成。平均分子量）单体聚合而成。平均分子量50-l00万。根据万。根据聚合机理的不同，聚合机理的不同，PMMA有四种不同的构型：无规立构、有四种不同的构型：无规立构、全同立构、间同立构、立构规整，性能也有所不同。有全同立构、间同立构、立构规整，性能也有所不同。有机玻璃是一种机玻璃是一种(y zhn)开发较早的重要热塑性塑料，开发较早的重要热塑性塑料，具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性。具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性。第19页/共28页第十九页，共29页。 1.光学性能 PMMA最大的特点是具有优异的光学性能，这也是其俗

17、称“有机玻璃”的由来。 PMMA 折射率 1.49 透光率92% 无机硅酸盐玻璃 折射率 1.5左右 透光率80% 主要是因为它是无定形聚合物，质地均匀，其内部分子排列方式不会影响进入内部的光线在各个部分通过时的速度，光线能够以同样的速度前进，不会四面分散(fnsn)，互相干扰。第20页/共28页第二十页，共29页。 2.力学性能（1）较高的拉伸强度(qingd)和弹性模量，冲击强度(qingd)是无机玻璃的718倍，韧性高于PS，但比PC低得多，具有一定的脆性，在较高冲击能的作用下会破裂。（2）表面硬度不足，易被硬物擦伤、擦毛而失去光泽。（3）弯曲强度(qingd)和压缩强度(qingd)在

18、Tg下受温度影响较小；而拉伸强度(qingd)和冲击强度(qingd)对温度较敏感。（4）可通过与极性组分共聚，加入交联剂使其形成网状结构，经拉伸形成丁香结构等手段来提高其力学性能。第21页/共28页第二十一页，共29页。 3.热性能 （1）属于易燃材料，点燃离火后不能自熄，火焰呈浅蓝色，下端为白色。燃烧时伴有腐烂水果、蔬菜的气味(qwi)。 （2）Tg为105，软化点为100102，催化温度在-60以下。PMMA可在-6065范围内长期使用，短时使用温度不宜超过105。 （3）比热容比大多数热塑性塑料低，有利于它快速受热塑化。第22页/共28页第二十二页，共29页。 4.化学性能（1）耐化学

19、腐蚀性 在有机化合物中，PMMA对长链烷烃、简单的醚类、油脂较为稳定，不耐短链的烷烃、醇、酮等。同时，介质的浓度(nngd)越大，温度越高，其稳定性越低。 如耐碱、耐稀酸、耐水溶性无机盐、烷烃和油脂。溶于二氯乙烷、氯仿、丙酮、冰醋酸、四氢呋喃、醋酸乙酯等，不溶乙醇、乙醚、石油醚等。 （2）耐候性 与其他树脂相比，具有优良的耐候性。老化主要是紫外线的作用。在室外大气条件下，性能仅稍有下降。第23页/共28页第二十三页，共29页。 5.电性能 尽管PMMA的大分子(fnz)链与PE相似，但电性能却比PE差得多，主要是由于PMMA分子(fnz)链上带有极性的酯基。 但由于酯基的极性并不太大，因此其仍

20、具有良好的介电和电绝缘性能。第24页/共28页第二十四页，共29页。 6.成型加工性能 就熔融成型而言，性能特点如下：（1）酯基的存在使PMMA易于吸湿，因而物料(w lio)在成型加工前必须进行干燥，使水分含量降低到0.02一下。（2）成型加工温度范围较窄，一般为180250。（3）熔体黏度较高，对温度的敏感性大。（4）大分子链具有一定刚性，为减小制品内应力，成型模具温度一般不低于40。第25页/共28页第二十五页，共29页。主要(zhyo)性能参数对比二者拉伸强度近似，但PC的冲击韧性比PMMA高出5倍；PC的使用(shyng)温度范围-100130。比PMMA更宽；第26页/共28页第二十六页，共29页。第27页/共28页第二十七页，共29页。感谢您的观看(gunkn)！第28页/共28页第二十八页，共29页。NoImage内容(nirng)总结材料特性。（台湾化学和纤维公司) 2002年和出光合资。（台湾旭美化成实业有限公司）1999年奇美与日本旭化成合资。在-40-120的低温下，体积电阻率仅比常温下稍有降低。（3）弯曲强度和压缩强度在Tg下受温度影响较小。而拉伸强度和冲击强度对温度较敏感。PMMA可在-6065范围内长期使用，短时使用温度不宜超过(chogu)105。感谢您的观看第二十九页，共29页。