工程塑料ABS+聚碳酸酯PC

1、第二章第二章 高分子聚合物材料及应用高分子聚合物材料及应用 主讲：魏雅丽 1 2.2.2 ABS塑料 2 ABS ABS Acrylonitrile Butadiene Styrene Acrylonitrile Butadiene Styrene 树脂是树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三种成分的三种成分 组成的一群耐冲击性组成的一群耐冲击性热塑性热塑性树脂的总称。树脂的总称。 2.2.2 ABS塑料 3 v ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒 、无味，非晶形共聚物。 ABS的特点 ABS树脂集合了三者单体的优良性质，即：树脂集合了三者单体的优良性质，即：

2、苯乙烯的光泽、电性能、成型性；苯乙烯的光泽、电性能、成型性； 丙烯腈的耐热性、刚性、耐油性；丙烯腈的耐热性、刚性、耐油性； 丁二烯的耐冲击性。丁二烯的耐冲击性。 所以它拥有以下的优点：所以它拥有以下的优点： 2.2.2 ABS塑料 4 1.1.有有优越的耐冲击强度优越的耐冲击强度，特别是在低温有无与伦比的冲，特别是在低温有无与伦比的冲 击强度，而且击强度，而且热变形温度高热变形温度高 丁二烯丁二烯 2.2.电性能、耐化学药品性、耐油性好、易电镀电性能、耐化学药品性、耐油性好、易电镀 丙烯腈丙烯腈 3.3.加工适应性好，注射成型、挤出成型、模压成型等所加工适应性好，注射成型、挤出成型、模压成型等

3、所 有的加工方法都可以，而且尺寸稳定性好，耐碱性，有的加工方法都可以，而且尺寸稳定性好，耐碱性， 耐应力开裂性也好耐应力开裂性也好 苯乙烯苯乙烯 缺点：缺点： 1 1、透明性不好、透明性不好 2 2、耐候性较差、耐候性较差 2.2.2 ABS塑料 5 ABS的应用 1壳体材料壳体材料 广泛用于制造电话机、移动电话、复印机、传真机、玩广泛用于制造电话机、移动电话、复印机、传真机、玩 具及厨房用品等的壳体。具及厨房用品等的壳体。 2汽车配件汽车配件 具体品种有方向盘、仪表盘、风扇叶片、挡泥板、手柄具体品种有方向盘、仪表盘、风扇叶片、挡泥板、手柄 及扶手等。及扶手等。 3机械配件机械配件 ABS可用

4、于制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管材、管可用于制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管材、管 件、蓄电池槽及电动工具壳等。件、蓄电池槽及电动工具壳等。 2.2.2 ABS塑料 6 2.2.3 聚碳酸酯PC 7 2.2.3 聚碳酸酯PC 8 分子主链中含有碳酸酯基的聚合物统称为聚 碳酸酯,缩写PC.是用量第二大的工程塑料。 线型高聚物线型高聚物 R代表二羟基化合物的主体部分，R可以属于脂肪族、脂环族、 芳香族或脂肪-芳香族。 迄今最普遍的是双酚A型聚碳酸酯。 (通常所说的聚碳酸酯都是指双酚A型聚碳酸酯) 2.2.3 聚碳酸酯PC 9 1.链结构：链结构： 苯环苯环刚性基团刚性基团 醚氧键醚氧键提高提高

5、链柔性链柔性 极性基团极性基团提高提高 分子间作用力分子间作用力 总体来讲，双酚总体来讲，双酚A A型的聚碳酸酯是刚性较强的型的聚碳酸酯是刚性较强的 分子链分子链。 2.2.3 聚碳酸酯PC 10 分子链比较分子链比较 刚硬刚硬 分子间有较强分子间有较强 的作用力的作用力 PCPC很难结晶、是无定形高分很难结晶、是无定形高分 子材料子材料 2.2.3 聚碳酸酯PC 11 2.PC特性：特性： 11.11.化学性能化学性能 4 4. .机械性能机械性能 5.5.热性能热性能 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 2.2.结晶

6、性结晶性 3.3.吸水性吸水性 1 12.2.相容性相容性 1.1.基本性能基本性能 9.9.稳定性稳定性 10.10.透气性透气性 PCPC的的 性能性能 2.2.3 聚碳酸酯PC 12 纯纯PCPC树脂是一种树脂是一种无定形无定形、无味、无臭、无毒、无味、无臭、无毒、 透明、呈微黄色或白色的刚而韧的透明、呈微黄色或白色的刚而韧的热塑性热塑性聚合物；聚合物； 密度密度1.20g/cm3; ;收缩率小收缩率小，为，为0.50.8%0.50.8%，且收缩，且收缩 均匀。均匀。 1.1.基本性能基本性能 返回返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 13 2.2.结晶性结晶性 双酚双酚A A型型PCPC大分

7、子链较僵硬，结晶较困难，一般为大分子链较僵硬，结晶较困难，一般为无定无定 型聚合物型聚合物，但，但分子量较低分子量较低时有结晶趋势时有结晶趋势。 3.3.吸水性吸水性 PC PC大分子链上堆砌了大量大分子链上堆砌了大量苯环苯环且且极性低极性低，其，其吸水性在通用吸水性在通用 工程塑料甚至所有热塑性塑料中都是较小工程塑料甚至所有热塑性塑料中都是较小的。的。 吸水主要原因：分子中的吸水主要原因：分子中的极性基团极性基团( (酯基等酯基等) )和和表面吸附作表面吸附作 用。用。PCPC的吸水性小，一般不会影响其制品的尺寸和形状稳定的吸水性小，一般不会影响其制品的尺寸和形状稳定 性，因此适于制造性，因

8、此适于制造精密精密制品。制品。 返回返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 14 4 4. .机械性能机械性能 PCPC的力学性能优良的力学性能优良，尤其是，尤其是冲击性能冲击性能优异，在低温下仍优异，在低温下仍 保持较高力学强度，是一种强韧性材料。在很宽范围内能保持较高力学强度，是一种强韧性材料。在很宽范围内能 保持较好的尺寸稳定性。保持较好的尺寸稳定性。 PC PC的的冲击强度冲击强度在目前使用的热塑性通用和工程塑料中非在目前使用的热塑性通用和工程塑料中非 常突出，与常突出，与GFGF增强酚醛和聚酯玻璃钢相当。增强酚醛和聚酯玻璃钢相当。 PC PC的拉伸应力的拉伸应力- -应变曲线属应变曲线属硬硬

9、而而韧韧类型，拉伸过程中产生类型，拉伸过程中产生 明显的明显的屈服点屈服点，强度很高，强度很高，断裂伸长率断裂伸长率较大。较大。 PC PC的的耐蠕变性耐蠕变性优于优于PAPA和和POMPOM，尺寸稳定性高，而，尺寸稳定性高，而耐疲劳强耐疲劳强 度度较低、较低、缺口敏感性缺口敏感性高、高、耐磨性耐磨性较差较差。 PC PC的的耐应力开裂性耐应力开裂性较差较差，主要是，主要是PCPC熔体粘度大熔体粘度大，成型时，成型时 易产生易产生内应力内应力，内应力使分子间力和链的缠结数减少，在，内应力使分子间力和链的缠结数减少，在 外力作用下，外力作用下，承受点减少承受点减少，易断裂。，易断裂。 增加分子量

10、增加分子量有利于改善应力开裂性能。有利于改善应力开裂性能。返回返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 15 5.5.热性能热性能 PCPC具有具有很高的耐热性能和耐寒性很高的耐热性能和耐寒性。长期使用温度长期使用温度可在可在- - 100130100130范围内，脆化温度范围内，脆化温度-100-100，甚至在，甚至在-180-180的的 低温下，仍具有一定韧性低温下，仍具有一定韧性。 PCPC无明显熔点无明显熔点，220230220230呈熔融状态，比通用塑料的呈熔融状态，比通用塑料的 熔点高得多。熔点高得多。PCPC在在320320以下很少降解，以下很少降解，330340330340出现出现氧氧

11、化降解化降解和和热降解热降解。 返回返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 16 6.6.光学性能和耐辐射性光学性能和耐辐射性 PCPC无色透明无色透明，透光性高，透光性高， 透光率透光率大于大于87%87%，最高可，最高可 达达90%90%以上，透明性仅次以上，透明性仅次 于于PMMAPMMA和和PS PS ；折射率折射率随随 温度的变化呈直线关系。温度的变化呈直线关系。 由于折射率高，韧性高，由于折射率高，韧性高， 适宜制作精密适宜制作精密光学光学仪器。仪器。 PC PC的的耐辐射性能欠佳耐辐射性能欠佳， 高剂量辐射会使高剂量辐射会使PCPC薄膜薄膜的的 高温机械强度明显下降。高温机械强度明显下降

12、。 PC材料不变形监视窗 返回返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 17 PC PC耐候性较好耐候性较好，对，对热、空气、臭氧热、空气、臭氧稳定性很好。制稳定性很好。制 品在室外暴露品在室外暴露1 1年，机械性能基本不变。但较长时间暴年，机械性能基本不变。但较长时间暴 露于露于紫外光紫外光时，会因时，会因光氧化反应光氧化反应而而发黄、降解、变脆发黄、降解、变脆。 故常加入故常加入光稳定剂、热稳定剂光稳定剂、热稳定剂等以改善其性能。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 PC PC可燃，燃烧时火焰呈可燃，燃烧时火焰呈淡黄色淡黄色，离开火焰后立即，离开火焰后立即自自 动熄灭动熄灭。

13、在基体中加在基体中加阻燃性物质阻燃性物质，如，如Mg(OH)Mg(OH)2 2、SbSb2 2O O3 3、卤化物、卤化物、 磷酸酯和红磷等，可提高其阻燃性。磷酸酯和红磷等，可提高其阻燃性。 返回返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 18 8.8.电性能电性能 PC PC的的分子分子极性极性小小，吸水性低吸水性低，因此具有，因此具有优良的电绝优良的电绝 缘性能缘性能，但比非极性的聚合物差。，但比非极性的聚合物差。在较宽的温度范围在较宽的温度范围 和潮湿条件下，仍可保持较优异的电性能和潮湿条件下，仍可保持较优异的电性能，如介电常，如介电常 数和介电损耗角正切在室温至数和介电损耗角正切在室温至12512

14、5范围内范围内几乎不变几乎不变； 在在120120加热后，电性能也基本保持不变；在加热后，电性能也基本保持不变；在-40-40- - 120120的低温下，体积电阻率仅比常温下稍有降低；在的低温下，体积电阻率仅比常温下稍有降低；在 电场电压为电场电压为2kV/mm2kV/mm内，体积电阻率与电压无关，受湿内，体积电阻率与电压无关，受湿 度影响很小。度影响很小。 返回返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 19 9.9.稳定性稳定性 PC PC加工温度高加工温度高(300(300或更高或更高) )，在存在，在存在水、铁或残水、铁或残 余碱余碱等杂质的情况下，树脂易变黄，分子量降低。碱等杂质的情况下，树脂

15、易变黄，分子量降低。碱 的存在会引起的存在会引起变黄、支化和交联变黄、支化和交联。 PC PC吸水性高于聚烯烃，但吸水性高于聚烯烃，但不影响尺寸稳定性不影响尺寸稳定性。一般。一般 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，在热水，在更高温度水中易开裂更高温度水中易开裂。树。树 脂中脂中杂质杂质可以与水反应，降低机械性能。可以与水反应，降低机械性能。 返回返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 20 10.10.透气性透气性 PC PC的气密性良好，其透气性与的气密性良好，其透气性与气体的分

16、子量和性质气体的分子量和性质 有关。由于水的极性强，有关。由于水的极性强，CO2与与PCPC的结构相近，因此，的结构相近，因此， 其透过量要高些。其透过量要高些。 返回返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 21 11.11.化学性能化学性能 PC PC具有一定的耐化学药品性，对具有一定的耐化学药品性，对有机酯、稀无机有机酯、稀无机 酸、盐类、油、脂肪烃及醇酸、盐类、油、脂肪烃及醇都比较稳定；都比较稳定； 不耐不耐稀碱、浓酸、王水、氯烃、胺、酮、酯、芳稀碱、浓酸、王水、氯烃、胺、酮、酯、芳 烃及糠醛烃及糠醛等。酯基存在使等。酯基存在使PCPC较容易溶于较容易溶于极性有机溶极性有机溶 剂剂。 常用的溶剂

17、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。 返回返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 22 1 12.2.相容性相容性 PCPC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 组分间的组分间的相容性相容性密切相关。研究并了解密切相关。研究并了解它与其它树脂的相容它与其它树脂的相容 性性是是获得优良性能共混物的获得优良性能共混物的必要条件必要条件。 (1)PC(1)PC可与可与聚酯类聚酯类树脂树脂( (如如PETPET、PBTPBT等等) )、ABSABS、MPSMPS、POMPOM、 PUPU、某些丙烯酸树脂、

18、某些丙烯酸树脂等等熔混熔混。 (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会发生会发生 显著降解。显著降解。PCPC可与少量可与少量LDPELDPE熔混均匀；也可与氯化聚醚熔混均匀；也可与氯化聚醚部分部分 熔混熔混。 (3)PC (3)PC与与PPPP、HDPEHDPE及及PAPA，有严重分层现象，但似，有严重分层现象，但似 乎不会引起乎不会引起PCPC降解。降解。 返回返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 23 3.PC加工特性：加工特性： PC的 加工特性 吸水性 结晶和 收缩率 热稳定性 流变性能 吸水率低，但高温成型时

19、水会吸水率低，但高温成型时水会 使树脂发生水解降解，故使树脂发生水解降解，故 加工前需加工前需干燥处理干燥处理 非结晶性塑料非结晶性塑料 收缩率低收缩率低 加工温度高 粘度大，是热敏性的， 熔体粘度对温度的 变化比较敏感， 2.2.3 聚碳酸酯PC 24 4.PC成型方法：成型方法： PCPC加工性能优良加工性能优良，可采用多种方法加工，如注塑、挤出、，可采用多种方法加工，如注塑、挤出、 吹塑、压延等。吹塑、压延等。 注塑注塑是是主要成型方法主要成型方法，主要用于制造较精密的、承受较大，主要用于制造较精密的、承受较大 冲击负荷冲击负荷的中、小型制品。的中、小型制品。 挤出成型挤出成型用于制造用于制造PCPC的的板板、管管和和棒棒等型材以及等型材以及薄膜薄膜，所用，所用 物料分子量较高，一般均在物料分子量较高，一般均在3.43.410104 4以上。以上。 用用吹塑吹塑成