合成

工業(yè)上應(yīng)用的聚碳酸酯主要由雙酚A和來合成，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直接法 [11]。

（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，分兩個階段進(jìn)行：第一階段，溫度180-200 ℃，壓力270-400 Pa，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。

（2）直接法

屬于酰氯，活性高，可以與羥基化合物直接酯化。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，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℃下反應(yīng)。反應(yīng)主要在水相一側(cè)，反應(yīng)器內(nèi)的攪拌要保證有機(jī)相中的及時地擴(kuò)散至界面，以供反應(yīng)。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，一般稍過量，以彌補(bǔ)水解損失。可加少量單官能團(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)。

加工方法

PC可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、涂覆和機(jī)加工，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%，微量水分在高溫下加工會使制品產(chǎn)生白濁色澤，銀絲和氣泡，PC在室溫下具有相當(dāng)大的強(qiáng)迫高彈形變能力。沖擊韌性高，因此可進(jìn)行冷壓，冷拉，冷輥壓等冷成型加工。擠出用PC分子量應(yīng)大于3萬，要采用漸變壓縮型螺桿，長徑比1:18～24，壓縮比1:2.5，可采用擠出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高質(zhì)量，高透明瓶子。PC合金種類繁多，為了改進(jìn)PC熔體粘度大（加工性）和制品易應(yīng)力開裂等缺陷，PC與不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。

具體有PC/ABS合金，PC/ASA合金、PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/彈性體共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等，利有兩種材料性能優(yōu)點(diǎn)，并降低成本，如PC/ABS合金中，PC主要貢獻(xiàn)高耐熱性，較好的韌性和沖擊強(qiáng)度，高強(qiáng)度、阻燃性，ABS則能改進(jìn)可成型性，表觀質(zhì)量，降低密度。

1、原料的干燥

（1）原料烘干：普通烘干箱溫度110-130℃，時間2-4小時，機(jī)頂料斗烘干箱溫度100-120 ℃，要求水分含量低于0.03%。

（2）判斷水含量是否合格：看空注射的料條情況，物料通過塑化后由噴嘴流出來的料條應(yīng)是均勻無色、無銀絲和無氣泡的細(xì)條；否則則是烘干不徹底。

2、注射工藝

（1）注塑機(jī)調(diào)整成型參數(shù)（視原料分子量高低調(diào)整）：

料筒溫度：

噴嘴溫度：

模具溫度：

注射壓力：

螺桿轉(zhuǎn)速：

成型周期：

3、注意事項(xiàng)

（1）注射溫度視原料的分子量、制品的形狀和尺寸、注塑機(jī)的類型而相應(yīng)調(diào)整。

（2）注射速度 好采取多級注射，采用慢-快-慢的方法。

（3）注射壓力視制品的形狀和尺寸而定，柱塞式注塑機(jī)一般為100-160 MPa，螺桿式注塑機(jī)為70-140MPa。

（4）成型周期視制品壁厚和注射量而定，一般情況下充模時間較短，保壓時間較長，冷卻時間以脫模時不引起制品變形為原則。

（5）模具溫度視制品的形狀、厚薄而定，適當(dāng)提高模具溫度有利于脫模，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

（6）制品后處理：對于形狀復(fù)雜、帶有金屬嵌件、使用溫度極低或很高的制品有必要進(jìn)行后處理——消除或減少內(nèi)應(yīng)力。

方法：制品置于烘干箱后開始升溫，由室溫升至100-105時保溫10-20 min，繼續(xù)升溫至120-125時保溫30-40min，然后緩慢冷卻至60以下取出。

粘接問題

播報

根據(jù)不同需要，可以選擇以下粘合劑：

1.G-933：單組分常溫固化軟彈性防震粘合劑，耐高低溫，不同粘度粘接速度幾秒至幾個小時固化完畢，固化后膠層透明無痕跡；

2. KD-833瞬間粘接劑，可以數(shù)秒鐘或數(shù)十秒鐘快速粘合PC塑料，但膠層硬脆，不耐60度以上熱水浸泡；

3. QN-505，雙組分膠，膠層柔軟，適合PC塑料大面積粘接或復(fù)合。但耐高溫性能較差；

4.QN-906：雙組分膠，耐高溫；

5.G-988:單組份室溫粘接膠，固化后是彈性體具有的防水，防震粘合劑，耐高低溫，1-2mm厚度的話，15分鐘左右初固，5-6小時基本固化，有一定的強(qiáng)度。完全固化的話需要至少24小時。單組份，不需要混合，擠出后涂抹靜置即可，無需加溫 [2]。

安全性

播報

1、毒理學(xué)性質(zhì)

（1）純凈的聚碳酸酯聚合物本身 無毒、無味、無臭，在常溫下不會釋放有害物質(zhì)。

（2）部分早期生產(chǎn)的PC產(chǎn)品在合成過程中使用雙酚A（Bisphenol A,BPA）作為原料，若聚合不完全或在高溫條件下（大于120℃）反復(fù)接觸食品和飲料，可能釋放少量 BPA，引發(fā)人們對其潛在 內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的關(guān)注。

2、食品安全

（1）許多國家和地區(qū)，如歐盟、美國FDA、中國國家標(biāo)準(zhǔn)對PC用于食品接觸制品有嚴(yán)格的法規(guī)限制和遷移量標(biāo)準(zhǔn)。

（2）在合規(guī)生產(chǎn)條件下，PC材料的 BPA 殘留與遷移量均遠(yuǎn)低于限值，可安全應(yīng)用于水杯、餐具、奶瓶等制品。

（3）出于嬰幼兒安全考慮，部分國家已限制PC奶瓶的使用，并開發(fā)了BPA-free 聚碳酸酯替代品。

3、操作與儲運(yùn)

（1）安全操作的注意事項(xiàng)：在有粉塵生成的地方,提供合適的排風(fēng)設(shè)備，一般性的防火保護(hù)措施。

（2）安全儲存的條件,包括任何不兼容性：貯存在陰涼處。 容器保持緊閉，儲存在干燥通風(fēng)處。運(yùn)輸

（3）聚碳酸酯（PC）產(chǎn)品一般采用普通編織袋包裝，存放于干燥處，按普通物品貯運(yùn)。

（4）儲運(yùn)條件：密閉，陰涼，通風(fēng)干燥處，并平整存放 [4]。

4、消防措施

（1）滅火介質(zhì)：用水霧,耐醇泡沫,干粉或二氧化碳滅火。

（2）源于此物質(zhì)或混合物的特別的危害：一氧化碳、苯酚、雙酚 A 等有機(jī)分解產(chǎn)物。

（3）救火人員的預(yù)防：戴自給式呼吸器去救火。

5、防護(hù)措施

播報

聚碳酸酯在正常使用條件下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、毒性較低，但在生產(chǎn)、加工及高溫處理過程中，仍需采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，以保障操作人員的職業(yè)健康與作業(yè)安全 [1]。

（1）生產(chǎn)與加工防護(hù)

在聚碳酸酯的熔融加工、注塑、擠出等過程中，應(yīng)保持良好的通風(fēng)條件，避免高溫分解產(chǎn)物在局部空間內(nèi)積聚。加工溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在材料推薦范圍內(nèi)，以減少熱降解和刺激性氣體的產(chǎn)生。

從事高溫作業(yè)或設(shè)備維護(hù)時，操作人員應(yīng)佩戴耐熱手套、防護(hù)眼鏡等個人防護(hù)用品，防止高溫熔體飛濺或設(shè)備表面燙傷。

（2）粉塵與顆粒防護(hù)

在切割、打磨或機(jī)械加工聚碳酸酯制品時，可能產(chǎn)生塑料粉塵或碎屑。作業(yè)區(qū)域宜配置局部排風(fēng)或集塵裝置，必要時佩戴防塵口罩，以減少顆粒物吸入對呼吸系統(tǒng)造成的不適。

（3）皮膚與眼睛防護(hù)

聚碳酸酯本身對皮膚刺激性較低，但在長期接觸或機(jī)械加工條件下，碎屑可能引起輕微物理刺激。建議佩戴防護(hù)手套，避免長時間直接接觸加工邊緣或碎片。若碎屑進(jìn)入眼睛，應(yīng)立即用大量清水沖洗，并視情況就醫(yī)。