包装材料聚碳酸酯PPT课件

1、包装材料聚碳酸酯 PC PC PC 包装材料聚碳酸酯 一、聚碳酸酯概述一、聚碳酸酯概述 二、聚碳酸酯的性质二、聚碳酸酯的性质 三、聚碳酸酯的制法三、聚碳酸酯的制法 四、聚碳酸酯的加工方法四、聚碳酸酯的加工方法 五、聚碳酸酯的市场应用五、聚碳酸酯的市场应用 六、聚碳酸酯的改性技术六、聚碳酸酯的改性技术 PC 包装材料聚碳酸酯 一、聚碳酸酯概述一、聚碳酸酯概述 聚碳酸酯也叫聚碳酸脂（聚碳酸酯也叫聚碳酸脂（PolycarbonatePolycarbonate）常用缩写）常用缩写 PCPC ，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基 的结构可分为脂肪

2、族、芳香族、脂肪的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪- -芳香族等多种类型。芳香族等多种类型。 其中，脂肪族和脂肪其中，脂肪族和脂肪- -芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从 而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳 酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性， 现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。 其分子结构式为：其分子结构式为： PC化学名：化学名：2,2-双（双（4-羟基苯基）丙烷聚碳酸

3、酯羟基苯基）丙烷聚碳酸酯 其名称来源于其内部的其名称来源于其内部的CO3基团。基团。 包装材料聚碳酸酯 PC是一种无色透明（或淡黄色透明）、刚硬而坚韧的材是一种无色透明（或淡黄色透明）、刚硬而坚韧的材 料，无毒、无味，外观类似于有机玻璃。料，无毒、无味，外观类似于有机玻璃。 PCPC的性能与其大分子的结构特征密切相关。的性能与其大分子的结构特征密切相关。PCPC大分子主链大分子主链 是由是由异丙撑基异丙撑基与与碳酸酯基碳酸酯基交互与苯环相连构成的线性大分子。交互与苯环相连构成的线性大分子。 分子结构对称、规整、重复单元长。苯环是刚性的，分子结构对称、规整、重复单元长。苯环是刚性的，碳酸酯碳酸酯

4、 基基是极性吸水基，虽然具有柔性，但它与两个苯环构成共轭是极性吸水基，虽然具有柔性，但它与两个苯环构成共轭 体系，增加了主链的刚性和稳定性。体系，增加了主链的刚性和稳定性。异丙撑基异丙撑基是非极性的吸是非极性的吸 水基，对称分布的甲基位阻降低，提供主链以柔性。所以水基，对称分布的甲基位阻降低，提供主链以柔性。所以PCPC 大分子以刚性为主并具有一定柔性。碳酸酯基的极性受到芳大分子以刚性为主并具有一定柔性。碳酸酯基的极性受到芳 烃基的影响，吸水率不高（约烃基的影响，吸水率不高（约0.05%0.05%），但依然存在高湿度下），但依然存在高湿度下 易水解的弊病。易水解的弊病。PCPC具有规整的结构，

5、大分子能够结晶。但实具有规整的结构，大分子能够结晶。但实 际上际上PCPC的结晶度很低，基本上属无定形聚合物，这可能与其的结晶度很低，基本上属无定形聚合物，这可能与其 分子刚性和重复单元太长有关。分子刚性和重复单元太长有关。 二、聚碳酸酯的性质二、聚碳酸酯的性质 包装材料聚碳酸酯 化学性质化学性质： PCPC耐稀酸、氧化剂、还原剂、耐稀酸、氧化剂、还原剂、 盐、油脂类、脂肪烃、中性油等。盐、油脂类、脂肪烃、中性油等。 不耐紫外光，不耐强碱。不耐紫外光，不耐强碱。 物理性质：物理性质： PCPC密度：密度：1.201.201.22 g/cm1.22 g/cm，PCPC的透明度高达的透明度高达88

6、%88%以上，以上， 折光率约为折光率约为1.581.58，适于作光学材料。，适于作光学材料。PCPC具有优良的保香性，具有优良的保香性， 良好的气密性和防潮性。机械性能优良，其突出的冲击韧良好的气密性和防潮性。机械性能优良，其突出的冲击韧 性是热塑性塑料中最高的；蠕变小，尺寸稳定性好；性是热塑性塑料中最高的；蠕变小，尺寸稳定性好；PCPC的的 抗拉强度、刚性、耐磨性以及电绝缘性等也很好。抗拉强度、刚性、耐磨性以及电绝缘性等也很好。PCPC具有具有 优良的耐热性和耐寒性，其热变形温度可优良的耐热性和耐寒性，其热变形温度可达达130130C C ，脆化，脆化 温度为温度为 -100 -100C

7、C ，可在，可在6060C 130C 130C C 下长期使用。下长期使用。PCPC没没 有明显的熔点，在有明显的熔点，在220230220230C C 呈熔融状态，热分解温度在呈熔融状态，热分解温度在 310310C C 以上。以上。 包装材料聚碳酸酯 三、聚碳酸酯的制法三、聚碳酸酯的制法 1、酯交换法（熔融缩聚法）、酯交换法（熔融缩聚法） （1 1）由碳酸烷基苯基酯与双酚）由碳酸烷基苯基酯与双酚A A进行酯交换反应而合成聚碳酸酯，其反进行酯交换反应而合成聚碳酸酯，其反 应方程式为：应方程式为： （2 2）由碳酸二甲酯与双乙酸双酚）由碳酸二甲酯与双乙酸双酚A A酯（酯（BPAC2BPAC2）

8、进行酯交换反应而直接制）进行酯交换反应而直接制 得聚碳酸酯得聚碳酸酯： 包装材料聚碳酸酯 2、光气法（界面缩聚法）、光气法（界面缩聚法） 将双酚将双酚A A、氢氧化钠碱液、催化剂、分子量调节剂和溶剂（二氯甲烷、氢氧化钠碱液、催化剂、分子量调节剂和溶剂（二氯甲烷 或二氯乙烷）于常温常压下通入光气进行界面缩聚制得任意分子量的或二氯乙烷）于常温常压下通入光气进行界面缩聚制得任意分子量的PCPC， 分子量一般为分子量一般为220220万。其反应方程式为：万。其反应方程式为： 光气界面缩聚法合成聚碳酸酯的光气界面缩聚法合成聚碳酸酯的工艺流程工艺流程示意图如下：示意图如下： 包装材料聚碳酸酯 PCPC可注

9、塑、挤出、模压、吹塑、热成型、可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、 印刷、粘接、涂覆和机加工，最重要的加印刷、粘接、涂覆和机加工，最重要的加 工方法是注塑。工方法是注塑。 成型之前必须预干燥，水分含量应低成型之前必须预干燥，水分含量应低 于于0.02%0.02%，微量水份在高温下加工会使制，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，品产生白浊色泽，银丝和气泡，PCPC在室温在室温 下具有相当大的强迫高弹形变能力。下具有相当大的强迫高弹形变能力。 挤出用挤出用PCPC分子量应大于分子量应大于3 3万，要采用渐万，要采用渐 变压缩型螺杆，长径比变压缩型螺杆，长径比1 1：18-2418

10、-24，压缩比，压缩比 1 1：2.52.5，可采用挤出吹塑，注，可采用挤出吹塑，注- -吹、注吹、注- -拉拉 - -吹法成型高质量，高透明瓶子。吹法成型高质量，高透明瓶子。 四、聚碳酸酯的加工方法四、聚碳酸酯的加工方法 包装材料聚碳酸酯 包装运输：包装运输： 聚碳酸酯（聚碳酸酯（PCPC）产品一般采用普通编织袋包装，存放于干燥处，）产品一般采用普通编织袋包装，存放于干燥处， 按普通物品贮运。按普通物品贮运。 对聚碳酸酯安全性的争议：对聚碳酸酯安全性的争议： 由于制造聚碳酸酯中需要添加双酚由于制造聚碳酸酯中需要添加双酚A A，而双酚，而双酚A A作为作为 一种化工原料，一种化工原料，2008

11、2008年年4 4月月1818日已经被加拿大联邦政府正日已经被加拿大联邦政府正 式认定为有毒物质，并严禁在食品包装中添加，所以，式认定为有毒物质，并严禁在食品包装中添加，所以， 聚碳酸酯的安全性是值得注意的问题。聚碳酸酯的安全性是值得注意的问题。 PC的主要缺点的主要缺点： 成型中制品易产生内应力，并易应力开裂，一般不适宜成型带金属成型中制品易产生内应力，并易应力开裂，一般不适宜成型带金属 嵌件的制品，制品成型后经过热处理可消除内应力。嵌件的制品，制品成型后经过热处理可消除内应力。PCPC的耐疲劳强度也的耐疲劳强度也 较差；其薄膜热封时，封口部分的强度降低并易起泡；较差；其薄膜热封时，封口部分

12、的强度降低并易起泡；PCPC不耐碱、胺、不耐碱、胺、 酮、酯、芳香烃，在很多有机溶剂或蒸汽中溶胀，并导致应力开裂；能酮、酯、芳香烃，在很多有机溶剂或蒸汽中溶胀，并导致应力开裂；能 被二氯甲烷、二氯乙烷、甲酚等溶解。被二氯甲烷、二氯乙烷、甲酚等溶解。 包装材料聚碳酸酯 PC的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展，的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展， 目前已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄目前已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄 膜等多种产品各自专用的品级牌号。膜等多种产品各自专用的品级牌号。 PC PC板材具有良好的透光性

13、，抗板材具有良好的透光性，抗 冲击性，耐紫外线辐射及其制品的冲击性，耐紫外线辐射及其制品的 尺寸稳定性和良好的成型加工性能，尺寸稳定性和良好的成型加工性能， 使其比建筑业传统使用的无机玻璃使其比建筑业传统使用的无机玻璃 具有明显的技术性能优势。具有明显的技术性能优势。 (1)用于建材行业用于建材行业 五、聚碳酸酯的市场应用五、聚碳酸酯的市场应用 包装材料聚碳酸酯 (2)用于汽车制造工业用于汽车制造工业 随着航空、航天技术的迅速发展，对飞机随着航空、航天技术的迅速发展，对飞机 和航天器中各部件的要求不断提高，使得和航天器中各部件的要求不断提高，使得PCPC在在 该领域的应用也日趋增加。据统计，仅

14、一架波该领域的应用也日趋增加。据统计，仅一架波 音型飞机上所用聚碳酸酯部件就达音型飞机上所用聚碳酸酯部件就达25002500个，单个，单 机耗用聚碳酸酯约机耗用聚碳酸酯约2 2吨。吨。 (3)用于生产医疗器械用于生产医疗器械 由于聚碳酸酯制品可经受蒸汽、清洗剂、由于聚碳酸酯制品可经受蒸汽、清洗剂、 加热和大剂量辐射消毒，且不发生变黄和物理加热和大剂量辐射消毒，且不发生变黄和物理 性能下降，因而被广泛应用于人工肾血液透析性能下降，因而被广泛应用于人工肾血液透析 设备和其他需要在透明、直观条件下操作并需设备和其他需要在透明、直观条件下操作并需 反复消毒的医疗设备中。如生产高压注射器、反复消毒的医疗

15、设备中。如生产高压注射器、 外科手术面罩、一次性牙科用具、血液分离器外科手术面罩、一次性牙科用具、血液分离器 等。等。 包装材料聚碳酸酯 PC PC具有良好的抗冲击、抗热畸变性能，而且耐候性好、具有良好的抗冲击、抗热畸变性能，而且耐候性好、 硬度高，因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件，硬度高，因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件， 其主要集中在照明系统、仪表板、加热板、除霜器及聚其主要集中在照明系统、仪表板、加热板、除霜器及聚 碳酸酯合金制的保险杠等。碳酸酯合金制的保险杠等。 PC (4)用于航空、航天领域用于航空、航天领域 (5) 用于电子电器领域用于电子电器领域 由于聚碳酸酯在较

16、宽的温、湿度范由于聚碳酸酯在较宽的温、湿度范 围内具有良好而恒定的电绝缘性，是优围内具有良好而恒定的电绝缘性，是优 良的绝缘材料。聚碳酸酯树脂主要用于良的绝缘材料。聚碳酸酯树脂主要用于 生产各种食品加工机械，电动工具外壳、生产各种食品加工机械，电动工具外壳、 机体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸机体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸 尘器零件等。尘器零件等。 包装材料聚碳酸酯 (6)用于光学透镜领域。用于光学透镜领域。 聚碳酸酯以其独特的高透光率、高聚碳酸酯以其独特的高透光率、高 折射率、高抗冲性、尺寸稳定性及易加折射率、高抗冲性、尺寸稳定性及易加 工成型等特点，在该领域占有极其重要工成型等特点，在

17、该领域占有极其重要 的位置。采用光学级聚碳酸配制作的光的位置。采用光学级聚碳酸配制作的光 学透镜可用于照相机、显微镜、望远镜、学透镜可用于照相机、显微镜、望远镜、 电影投影机透镜、复印机透镜等。此外，电影投影机透镜、复印机透镜等。此外， 还可以作为眼镜的镜片材料。还可以作为眼镜的镜片材料。 (7) 用于光盘的基础材料。用于光盘的基础材料。 聚碳酸酯以其优良的性能特点而聚碳酸酯以其优良的性能特点而 成为世界光盘制造业的主要原料。目成为世界光盘制造业的主要原料。目 前世界光盘制造业所耗聚碳酸酯量已前世界光盘制造业所耗聚碳酸酯量已 超过聚碳酸酯整体消费量的超过聚碳酸酯整体消费量的20%20%，其，其

18、 年均增长速度超过年均增长速度超过10%10%。 包装材料聚碳酸酯 (8)用于包装领域。用于包装领域。 由于聚碳酸酯制品具有质量轻，抗冲击由于聚碳酸酯制品具有质量轻，抗冲击 和透明性好和透明性好，用热水和腐蚀性溶液洗涤处理用热水和腐蚀性溶液洗涤处理 时不变形且保持透明的优点，目前一些领域时不变形且保持透明的优点，目前一些领域 PCPC瓶已完全取代玻璃瓶。瓶已完全取代玻璃瓶。 包装材料聚碳酸酯 虽然虽然PCPC具有良好的综合性能，但它也存在着具有良好的综合性能，但它也存在着 加工流动性差、易应力开裂、磨损、老化和耐加工流动性差、易应力开裂、磨损、老化和耐 化学性较差等缺陷，并且其价格居五大工程塑化学性较差等缺陷，并且其价格居五大工程塑 料之首。为了改善料之首。为了改善PCPC产品的使用性能，国内外产品的使用性能，国内外 广泛开展了广泛开展了PCPC的改性研究工作。除采用共聚改的改性研究工作。除采用共聚改 性，生产非双酚性，生产非双酚A A型聚碳