聚碳酸酯（英文簡稱PC）是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族、脂肪族－芳香族等多種類型。其中由于脂肪族和脂肪族－芳香族聚碳酸酯的機械性能較低，從而限制了其在工程塑料方面的應(yīng)用。目前僅有芳香族聚碳酸酯獲得了工業(yè)化生產(chǎn)。由于聚碳酸酯結(jié)構(gòu)上的特殊性，已成為五大工程塑料中增長速度最快的通用工程塑料。
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聚碳酸酯的合成
聚碳酸酯是一種強韌的熱塑性樹脂，其名稱來源于其內(nèi)部的-CO3基團。可由雙酚A和氧氯化碳（COCl2）合成?，F(xiàn)較多使用的方法為熔融酯交換法即雙酚A和碳酸二苯酯通過酯交換和縮聚反應(yīng)合成。
雙酚A和碳酸二苯酯反應(yīng)原理：
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聚碳酸的性能
聚碳酸酯（PC）是碳酸的聚酯類，碳酸本身并不穩(wěn)定，但其衍生物（如光氣，尿素，碳酸鹽，碳酸酯）都有一定穩(wěn)定性。按醇結(jié)構(gòu)的不同，可將聚碳酸酯分成脂族和芳族兩類。脂族聚碳酸酯。如聚亞乙基碳酸酯，聚三亞甲基碳酸酯及其共聚物，熔點和玻璃化溫度低，強度差，不能用作結(jié)構(gòu)材料；但利用其生物相容性和生物可降解的特性，可在藥物緩釋放載體，手術(shù)縫合線，骨骼支撐材料等方面獲得應(yīng)用。聚碳酸酯耐弱酸，耐弱堿，耐中性油。聚碳酸酯不耐紫外光，不耐強堿。PC是一種線型碳酸聚酯，分子中碳酸基團與另一些基團交替排列，這些基團可以是芳香族，可以是脂肪族，也可兩者皆有。雙酚A型PC是最重要的工業(yè)產(chǎn)品。PC是幾乎無色的玻璃態(tài)的無定形聚合物，有很好的光學性。PC高分子量樹脂有很高的韌性，懸臂梁缺口沖擊強度為600~900J/m，未填充牌號的熱變形溫度大約為130°C ，玻璃纖維增強后可使這個數(shù)值增加10°C。PC的彎曲模量可達2400MPa以上，樹脂可加工制成大的剛性制品。低于100°C 時，在負載下的蠕變率很低。PC耐水解性差，不能用于重復經(jīng)受高壓蒸汽的制品。PC主要性能缺陷是耐水解穩(wěn)定性不夠高，對缺口敏感，耐有機化學品性，耐刮痕性較差，長期暴露于紫外線中會發(fā)黃。和其他樹脂一樣，PC容易受某些有機溶劑的侵蝕。聚碳酸酯無色透明，耐熱，抗沖擊，阻燃BI級，在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐沖擊性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加劑就具有UL94 V-2級阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相對聚碳酸酯價格較低，并可通過本體聚合的方法生產(chǎn)大型的器件。材料的耐磨性是相對的，把ABS材料與PC材料做比較的話，那就是PC材料耐磨性比較好。但是相對于大部分的塑膠材料來看，聚碳酸酯的耐磨性是比較差的，處于中下水平，所以一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對表面進行特殊處理。— 3 —
聚碳酸酯的分類
防靜電PC、導電PC、加纖防火PC、抗紫外線耐候PC、食品級PC、抗化學性PC。
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聚碳酸酯的應(yīng)用
PC工程塑料的三大應(yīng)用領(lǐng)域是玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)，其次還有工業(yè)機械零件、光盤、包裝、計算機等辦公室設(shè)備、醫(yī)療及保健、薄膜、休閑和防護器材等。PC可用作門窗玻璃，PC層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護窗，用于飛機艙罩，照明設(shè)備、工業(yè)安全檔板和防彈玻璃。PC板可做各種標牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨棧及露天商業(yè)標牌、點式滑動指示器， PC樹脂用于汽車照明系統(tǒng)，儀表盤系統(tǒng)和內(nèi)裝飾系統(tǒng)，用作前燈罩，帶加強筋汽車前后檔板，反光鏡框，門框套、操作桿護套、阻流板、PC被應(yīng)用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉(zhuǎn)換裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機、配電盤元件，繼電器外殼。PC可做低載荷零件，用于家用電器馬達、真空吸塵器，洗頭器、咖啡機、烤面包機、動力工具的手柄，各種齒輪、蝸輪、軸套、導規(guī)、冰箱內(nèi)擱架。PC是光盤儲存介質(zhì)的理想材料。PC瓶（容器）透明、重量輕、抗沖性好，耐一定的高溫和腐蝕溶液洗滌，作為可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做計算機架，外殼及輔機，打印機零件。改性PC耐高能輻射殺菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血標本器具、血液充氧器、外科手術(shù)器械、腎透析器等、PC可做頭盔和安全帽、防護面罩、墨鏡和運動護眼罩。PC薄膜廣泛用于印刷圖表、醫(yī)藥包裝、膜式換向器。聚碳酸酯的應(yīng)用開發(fā)是向高復合、高功能、專用化、系列化方向發(fā)展，已推出了光盤、汽車、辦公設(shè)備、箱體、包裝、醫(yī)藥、照明、薄膜等多種產(chǎn)品各自專用的品級牌號。聚碳酸酯板材具有良好的透光性，抗沖擊性，耐紫外線輻射及其制品的尺寸穩(wěn)定性和良好的成型加工性能，使其比建筑業(yè)傳統(tǒng)使用的無機玻璃具有明顯的技術(shù)性能優(yōu)勢。中國建有聚碳酸酯建材中空板生產(chǎn)線20余條，年需用聚碳酸酯7萬噸左右，到2005年達到14萬噸。聚碳酸酯具有良好的抗沖擊、抗熱畸變性能，而且耐候性好、硬度高，因此適用于生產(chǎn)轎車和輕型卡車的各種零部件，其主要集中在照明系統(tǒng)、儀表板、加熱板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保險杠等。根據(jù)發(fā)達國家數(shù)據(jù)，聚碳酸酯在電子電氣、汽車制造業(yè)中使用比例在40%～50%，中國在該領(lǐng)域的使用比例只占10%左右，電子電氣和汽車制造業(yè)是中國迅速發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，未來這些領(lǐng)域?qū)厶妓狨サ男枨罅繉⑹蔷薮蟮?。中國汽車總量多，需求量大，因而聚碳酸酯在這一領(lǐng)域的應(yīng)用是極有拓展?jié)摿Φ摹?/span>由于聚碳酸酯制品可經(jīng)受蒸汽、清洗劑、加熱和大劑量輻射消毒，且不發(fā)生變黃和物理性能下降，因而被廣泛應(yīng)用于人工腎血液透析設(shè)備和其他需要在透明、直觀條件下操作并需反復消毒的醫(yī)療設(shè)備中。如生產(chǎn)高壓注射器、外科手術(shù)面罩、一次性牙科用具、血液分離器等。隨著航空、航天技術(shù)的迅速發(fā)展，對飛9機和航天器中各部件的要求不斷提高，使得PC在該領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨增加。據(jù)統(tǒng)計，僅一架波音型飛機上所用聚碳酸酯部件就達2500個，單機耗用聚碳酸酯約2噸。而在宇宙飛船上則采用了數(shù)百個不同構(gòu)型并由玻璃纖維增強的聚碳酸酯部件及宇航員的防護用品等。在包裝領(lǐng)域出現(xiàn)的新增長點是可重復消毒和使用的各種型號的儲水瓶。由于聚碳酸酯制品具有質(zhì)量輕，抗沖擊和透明性好，用熱水和腐蝕性溶液洗滌處理時不變形且保持透明的優(yōu)點，一些領(lǐng)域PC瓶已完全取代玻璃瓶。據(jù)預測，隨著人們對飲用水質(zhì)量重視程度的不斷提高，聚碳酸酯在這方面的用量增長速度將保持在10%以上，預計到2005年將達到6萬噸。由于聚碳酸酯在較寬的溫、濕度范圍內(nèi)具有良好而恒定的電絕緣性，是優(yōu)良的絕緣材料。同時，其良好的難燃性和尺寸穩(wěn)定性，使其在電子電器行業(yè)形成了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。聚碳酸酯樹脂主要用于生產(chǎn)各種食品加工機械，電動工具外殼、機體、支架、冰箱冷凍室抽屜和真空吸塵器零件等。而且對于零件精度要求較高的計算機、視頻錄像機和彩色電視機中的重要零部件方面，聚碳酸酯材料也顯示出了極高的使用價值。聚碳酸酯以其獨特的高透光率、高折射率、高抗沖性、尺寸穩(wěn)定性及易加工成型等特點，在該領(lǐng)域占有極其重要的位置。采用光學級聚碳酸配制作的光學透鏡不僅可用于照相機、顯微鏡、望遠鏡及光學測試儀器等，還可用于電影投影機透鏡、復印機透鏡、紅外自動調(diào)焦投影儀透鏡、激光束打印機透鏡，以及各種棱鏡、多面反射鏡等諸多辦公設(shè)備和家電領(lǐng)域，其應(yīng)用市場極為廣闊。
聚碳酸酯在光學透鏡方面的另一重要應(yīng)用領(lǐng)域便是作為兒童眼鏡、太陽鏡和安全鏡和成人眼鏡的鏡片材料。世界眼鏡業(yè)聚碳酸酯消費量年均增長率一直保持在20%以上，顯示出極大的市場活力。
光盤制造業(yè)
隨著信息產(chǎn)業(yè)的崛起，由光學級聚碳酸酯制成的光盤作為新一代音像信息存儲介質(zhì)，正在以極快的速度迅猛發(fā)展。聚碳酸酯以其優(yōu)良的性能特點因而成為世界光盤制造業(yè)的主要原料。世界光盤制造業(yè)所耗聚碳酸酯量已超過聚碳酸酯整體消費量的20%，其年均增長速度超過10%。中國光盤產(chǎn)量增長迅速，據(jù)國家新聞出版總署公布的數(shù)字，2002年全國共有光盤生產(chǎn)線748條，年耗光學級聚碳酸酯約8萬噸，且全部進口。因而聚碳酸酯在光盤制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景是極為廣闊的。
