PC合金是利用物理共混或化學接枝的方法而獲得的高性能、功能化、專用化的一類新材料。PC合金產品可廣泛用於汽車、電子、精密儀器、辦公設備、包裝材料、建築材料等領域
基本介紹
- 中文名：聚碳酸酯
- 外文名：polycarbonate
- 名稱來源：內部的co3集團
- 化學性質：聚碳酸酯耐酸，耐油
聚碳酸酯,化學性質,物理性質,套用範圍,化學作用,生產現狀,市場分析,
聚碳酸酯
（polycarbonate）
縮寫為pc是一種無色透明的無定性熱塑性材料。其名稱來源於其內部的co3集團。
縮寫為pc是一種無色透明的無定性熱塑性材料。其名稱來源於其內部的co3集團。
化學性質
聚碳酸酯耐酸，耐油。聚碳酸酯不耐紫外光，不耐強鹼。
物理性質
聚碳酸酯無色透明，耐熱，抗衝擊，阻燃，在普通使用溫度內都有良好的機械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐衝擊性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加劑就具有ul94v-0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，並可通過本體聚合的方法生產大型的器件。隨著聚碳酸酯生產規模的日益擴大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之間的價格差異在日益縮小。
聚碳酸酯的耐磨性差。一些用於易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對表面進行特殊處理。
聚碳酸酯的耐磨性差。一些用於易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對表面進行特殊處理。
套用範圍
聚碳酸酯是日常常見的一種材料。由於其無色透明和優異的抗衝擊性，日常常見的套用有光碟，眼睛片，水瓶，防彈玻璃，護目鏡、銀行防子彈之玻璃、車頭燈等等、動物籠子寵物籠\子。聚碳酸酯還被用來製作登月太空人的頭盔面罩。蘋果公司的ipod音樂播放器和ibook筆記本電腦外殼也使用聚碳酸酯製作。
對環境的影響
對環境的影響
化學作用
由於它的清晰和韌性食物貯存貨的hm生產者和採購員喜歡聚碳酸酯纖維。當與矽土玻璃比較聚碳酸酯纖維如同輕量級和高度不易碎。聚碳酸酯纖維多用於一次性塑膠水瓶和重用塑膠水瓶。
超過100項研究探索了聚碳酸酯纖維的bisphenolaleachates在生態的反應。howdeshell等發現在室溫一種內分泌干擾素bisphenola（c15h16o2）(酚甲烷)看來從聚碳酸酯纖維動物籠子被滲入水而它也許是引至對雌鼠生殖器官的發大的原因。由vomsaal和休斯在2005年8月出版在對分析bisphenolaleachate低藥量影響的檔案,似乎發現了暗示在財政的資助和得出結論之間有關係:工業界資助的研究看上去傾向於沒有發現重大作影響;政府資助的研究傾向於發現有重大影響。
易和其他物質發生化學作用
在聚碳酸酯纖維不應使用氧化鈉和其它鹼清潔劑否則導致泄出bisphenol-a（c15h16o2）,一種已知的內分泌干擾素(影響生殖系統)。
聚碳酸酯pc也是筆記本電腦外殼採用的材料的一種，它的原料是石油，經聚酯切片工廠加工後就成了聚酯切片顆粒物，再經塑膠廠加工就成了成品，從實用的角度，其散熱性能也比abs塑膠較好，熱量分散比較均勻，它的最大缺點是比較脆，一跌就破。
超過100項研究探索了聚碳酸酯纖維的bisphenolaleachates在生態的反應。howdeshell等發現在室溫一種內分泌干擾素bisphenola（c15h16o2）(酚甲烷)看來從聚碳酸酯纖維動物籠子被滲入水而它也許是引至對雌鼠生殖器官的發大的原因。由vomsaal和休斯在2005年8月出版在對分析bisphenolaleachate低藥量影響的檔案,似乎發現了暗示在財政的資助和得出結論之間有關係:工業界資助的研究看上去傾向於沒有發現重大作影響;政府資助的研究傾向於發現有重大影響。
易和其他物質發生化學作用
在聚碳酸酯纖維不應使用氧化鈉和其它鹼清潔劑否則導致泄出bisphenol-a（c15h16o2）,一種已知的內分泌干擾素(影響生殖系統)。
聚碳酸酯pc也是筆記本電腦外殼採用的材料的一種，它的原料是石油，經聚酯切片工廠加工後就成了聚酯切片顆粒物，再經塑膠廠加工就成了成品，從實用的角度，其散熱性能也比abs塑膠較好，熱量分散比較均勻，它的最大缺點是比較脆，一跌就破。
生產現狀
聚碳酸酯(pc)作為五大工程塑膠中唯一的透明產品，國內外產能增長迅猛，2000年全球生產能力約為185萬噸，2001年為220萬噸，2002年265萬噸，2003年275萬噸，預計2004年將增加到290萬噸，2005年達到325萬噸，年均增長率約為12%左右。
國pc產能多年來一直較小，僅有3家企業維持生產，產能不足5000噸/a，年產量2000噸左右，隨著國pc需求快速增長，目前國掀起了pc合資合作建設裝置的熱潮，拜耳公司與上海華誼集團氯鹼化工公司在上海化工園區建設20萬噸/apc裝置，預計一期5萬噸/a裝置將於2004年底投產，2006年初完成二期工程達到10萬噸/a，鑒於國pc市場巨大需求，最終將使該pc裝置擴能至20萬噸/a，裝置生產主要是光學級產品，用於生產cd、dvd光碟、汽車照明系統等。
日本帝人化學正在浙江嘉興建設5萬噸/apc裝置，預計2005年4月投產，主要原料雙酚a由日本三井化學供應，氯氣和燒鹼則來自當地企業，一氧化碳自己生產，產品為通用級產品，主要供應電氣組件、汽車零部件的生產，計畫在2006年將添加一套5萬噸/a生產裝置；同時該公司在上海高橋貿易自由區獨資建設1.8萬噸/apc、abs複合物裝置，目前已投產，計畫2005年上半年增建2萬噸/a第二條生產線。日本三菱瓦斯化學公司擬在四川建設10萬噸/apc裝置，預期2007年投產。
此外，國內還有一些企業與國外合作或採用國產化技術建設規模化pc生產裝置，因此未來幾年國pc生產將步入新階段，2006年國內生產能力將增至25萬噸/a左右，2010將達到50-60萬噸/a。針對國pc潛力巨大市場，國外著名的pc公司不僅在國合作建設生產裝置，還在中國台灣、韓國、新加坡、泰國等國家和地區建設規模化裝置，相對多裝置投資是針對國市場的。pc生產工藝進展主要發展趨勢是開發非光氣合成工藝以替代目前主要合成工藝界面縮聚光氣法，ge塑膠和拜耳公司都開發各自的非光氣法生產技術並推向工業化生產，此外旭/奇美、三菱化學/三菱瓦斯、帝人公司、LG化學公司均開發出非光氣工藝技術，正在建設或計畫建設非光氣法pc裝置，非光氣法路線將成為未來pc的主要生產路線。
國pc產能多年來一直較小，僅有3家企業維持生產，產能不足5000噸/a，年產量2000噸左右，隨著國pc需求快速增長，目前國掀起了pc合資合作建設裝置的熱潮，拜耳公司與上海華誼集團氯鹼化工公司在上海化工園區建設20萬噸/apc裝置，預計一期5萬噸/a裝置將於2004年底投產，2006年初完成二期工程達到10萬噸/a，鑒於國pc市場巨大需求，最終將使該pc裝置擴能至20萬噸/a，裝置生產主要是光學級產品，用於生產cd、dvd光碟、汽車照明系統等。
日本帝人化學正在浙江嘉興建設5萬噸/apc裝置，預計2005年4月投產，主要原料雙酚a由日本三井化學供應，氯氣和燒鹼則來自當地企業，一氧化碳自己生產，產品為通用級產品，主要供應電氣組件、汽車零部件的生產，計畫在2006年將添加一套5萬噸/a生產裝置；同時該公司在上海高橋貿易自由區獨資建設1.8萬噸/apc、abs複合物裝置，目前已投產，計畫2005年上半年增建2萬噸/a第二條生產線。日本三菱瓦斯化學公司擬在四川建設10萬噸/apc裝置，預期2007年投產。
此外，國內還有一些企業與國外合作或採用國產化技術建設規模化pc生產裝置，因此未來幾年國pc生產將步入新階段，2006年國內生產能力將增至25萬噸/a左右，2010將達到50-60萬噸/a。針對國pc潛力巨大市場，國外著名的pc公司不僅在國合作建設生產裝置，還在中國台灣、韓國、新加坡、泰國等國家和地區建設規模化裝置，相對多裝置投資是針對國市場的。pc生產工藝進展主要發展趨勢是開發非光氣合成工藝以替代目前主要合成工藝界面縮聚光氣法，ge塑膠和拜耳公司都開發各自的非光氣法生產技術並推向工業化生產，此外旭/奇美、三菱化學/三菱瓦斯、帝人公司、LG化學公司均開發出非光氣工藝技術，正在建設或計畫建設非光氣法pc裝置，非光氣法路線將成為未來pc的主要生產路線。
市場分析
20世紀90年代末期以來國pc的需求由原來的紡織業用沙管轉向電子/電氣、光碟、建築、汽車工業等領域，需求量急劇增加。1999年國內消費量約為14萬噸，而2003年消費量增高達到38萬噸，年均增長率約28%左右，遠遠高於國民經濟的平均增長速度和其它通用工程塑膠的增長速度。由於國內產量極小，國使用的pc主要從國外進口。1999-2003年國pc的淨進口量分別為13.8萬噸、23.5萬噸、21.2萬噸、34.2萬噸、38.1萬噸，而且尚未包括相當數量走私進來的pc，亦未考慮進口的成品和邊角料，所以實際國內進口與消費數據要比上述海關統計要高出許多，國內外pc界一致認為國市場潛力巨大其相對穩定。
1999年-2003年國pc市場快速增長主要是電子電氣產品、中空陽光板、cd和dvd光碟及非一次性飲用水桶和食品容器需求拉動，目前國pc的消費結構大致如下：電子電氣及計算機配件約占42%；中空陽光板約占26.3%；cd和dvd光碟約為13.1%；飲用水桶和食品容器約占10.5%；複合材料和汽車工業等領域約占9.1%。今後幾年國原有的主要消費領域仍將繼續保持高速增長勢頭，計算機和家用電器持續增長，該領域未來對pc的年均增長率約為10%-12%；鐵路、公路、機場及城市建設，對中空陽光板需求依然強勁，而且近年來國內長江和珠江三角洲一帶利用pc加工生產板材企業經濟效益比許多聚合物樹脂生產企業好很多，預計中空陽光板未來對pc的需求年均增長率為12-15%左右；目前國成為世界上第二大光碟消費國，以前全部依賴進口光碟級pc生產，隨著拜耳公司上海光碟品級pc投產，未來幾年光碟對pc需求仍將保持20%以上高速度增長；專家預測未來國內pc需求增長最快的領域將是以pc為基材共混合金類複合材料，其中汽車工業將是主要拉動力。預計未來幾年國pc的需求年均增長率將保持15%-20%之間，2006年國內的pc市場需求量將達到55-65萬噸/a。國內產能仍無法滿足國內市場需求，將從周邊國家日本、韓國、泰國等進口大量產品供應國內市場。
pc/abs合金新品種主要用於汽車工業套用進展
目前全球pc套用已向高功能化、專用化方向發展，鑒於國pc生產能力和市場需求均呈現快速發展局面，尤其是國內多套規模化裝置的建設，加上汽車工業迅猛發展拉動，未來幾年國pc工業進入一個新的發展階段，其中最為關鍵的是加快pc的套用研究。
首先國內生產企業應充分利用國內生產能力增加和在塑膠改性及塑膠合金方面積累的經驗，加快pc合金等複合材料開發、生產及套用，其中最為重要的是：
pc/abs合金，pc與abs共混物可以綜合pc和abs的優良性能，一方面可以提高abs的耐熱性、抗衝擊和拉伸強度，另一方面可以降低pc成本和熔體粘度，改善加工性能，減少製品內應力和衝擊強度對製品厚度的敏感性。目前pc/abs合金髮展迅速，全球產量約為85萬噸/a左右，國需求量約為20萬噸/a左右。世界各大公司紛紛開發推出pc/abs合金新品種，如阻燃、玻纖增強、電鍍、耐紫外線等品種，主要用於汽車工業、計算機、複印機和電子電氣部件等。國內主要研究與生產公司有上海傑事傑公司、中科院長春套用化學所、蘭州大學等單位。
pc/pbt(聚對苯二甲酸丁二醇酯)合金，將pbt與pc共混製得合金材料可以提高pc流動性、改善了加工性能和耐化學藥品性。日本科研人員用pc和pbt在酯交換催化劑存在下，製得pc/pbt共混物，綜合性能良好，而且具有較好透明性；用與pc折光率相近的玻璃纖維增強pc/pbt，不但體系綜合性能優良，而且具有很好的透明性，可以做玻璃代替材料。目前國外pc/pbt合金產品主要用於汽車保險槓、包裝薄膜材料、汽車底座和座位等。國內研究剛剛起步。
此外pc/ps(聚苯乙烯)合金、pc/pet(聚對苯二甲酸乙二醇酯)合金、液晶聚酯改性pc、pet/pcl(由乙二醇、低分子量聚已內酯和對苯二甲酸共聚而成的多嵌段共聚酯)與pc共混改性、聚(1,4-環已烷二甲酸-1，4-環已烷二甲醇)酯改性pc等值得關注和研究開發。
其次應緊跟國際發展潮流，加之pc合金材料的研究不斷進展，pc的套用範圍不斷擴大，要加快pc消費領域的拓展。
寬波透光的光學器械，
pc片材特別適宜於製作眼鏡鏡片，在pc分子鏈中引入矽氧基團，可以提高其硬度及耐擦傷性。pc作為高折射率塑膠，用於製作耐高溫光學纖維的芯材，若在pc分子鏈中的c-h鏈為c-f鏈所取代，則可以對可見光的吸收減少，能有效降低傳遞途中的信號損失。另外pc良好透光性，在透明窗材、高層建築幕牆、機場和體育場館透明建築材料等方面套用非常普遍和具有潛力，今後重點是提高表面硬度和抗靜電性。pc片抗衝擊。眼鏡片的薄厚：普通樹脂片很厚，玻璃片較厚，中折樹脂片較薄，pc片和高折樹脂片更薄，高折玻璃片最薄。
阻燃環保的通信電器，今後應重點開發阻燃pc用於通信電器領域中，因此無污染阻燃pc材料成為開發重點，溴系阻燃劑由於毒性在減少使用，而無鹵環保磷系阻燃劑會明顯降低pc的熱變形溫度和衝擊強度，因此比較適宜的是有機矽系阻燃劑。另外隨著通信電器輕量小型化對pc材料提出更高要求，目前pc/abs合金就特別適宜在通信電器及航空航天工業中套用。
表面金屬化的汽車部件，pc表面金屬化後具有良好的金屬光澤及高強度，廣泛套用於各種汽車零部件中，但是電鍍過程中會降低它的衝擊韌性，因此採用彈性體與pc進行共混合改性，所含彈性體分散了致開裂應力，雖經電鍍也不會降低其衝擊韌性，因此電鍍級pc樹脂非常具有開發前景。另外表面金屬化的pc還可以作為電磁波的禁止材料，套用計算機中。
低殘留有害物的食品容器，工業合成pc是雙酚a型，由於合成時候有微量未反應的單體雙酚a殘留在樹脂中，在作為飲用水桶和食品容器時候，易被溶出從而影響人們身體健康，因此要開發衛生級的pc樹脂，用作飲水桶和其他食品容器的生產與使用，作為飲水桶和其他食品包裝材料及容器pc在國內套用前景非常看好。
防開裂脆化的醫療器械，pc具有諸多優異性能，目前已經套用醫療器械中，由於其耐化學品性較差，在化學藥品存在下易引起內應力開裂，如pc在人工透析器、人工肺等醫療器械中套用要解決高溫消毒導致裂紋的老化現象，若克服這些缺點，pc在醫療器械中套用可迅速擴大。
食品包裝材料及容器pc在國內套用前景看好
1999年-2003年國pc市場快速增長主要是電子電氣產品、中空陽光板、cd和dvd光碟及非一次性飲用水桶和食品容器需求拉動，目前國pc的消費結構大致如下：電子電氣及計算機配件約占42%；中空陽光板約占26.3%；cd和dvd光碟約為13.1%；飲用水桶和食品容器約占10.5%；複合材料和汽車工業等領域約占9.1%。今後幾年國原有的主要消費領域仍將繼續保持高速增長勢頭，計算機和家用電器持續增長，該領域未來對pc的年均增長率約為10%-12%；鐵路、公路、機場及城市建設，對中空陽光板需求依然強勁，而且近年來國內長江和珠江三角洲一帶利用pc加工生產板材企業經濟效益比許多聚合物樹脂生產企業好很多，預計中空陽光板未來對pc的需求年均增長率為12-15%左右；目前國成為世界上第二大光碟消費國，以前全部依賴進口光碟級pc生產，隨著拜耳公司上海光碟品級pc投產，未來幾年光碟對pc需求仍將保持20%以上高速度增長；專家預測未來國內pc需求增長最快的領域將是以pc為基材共混合金類複合材料，其中汽車工業將是主要拉動力。預計未來幾年國pc的需求年均增長率將保持15%-20%之間，2006年國內的pc市場需求量將達到55-65萬噸/a。國內產能仍無法滿足國內市場需求，將從周邊國家日本、韓國、泰國等進口大量產品供應國內市場。
pc/abs合金新品種主要用於汽車工業套用進展
目前全球pc套用已向高功能化、專用化方向發展，鑒於國pc生產能力和市場需求均呈現快速發展局面，尤其是國內多套規模化裝置的建設，加上汽車工業迅猛發展拉動，未來幾年國pc工業進入一個新的發展階段，其中最為關鍵的是加快pc的套用研究。
首先國內生產企業應充分利用國內生產能力增加和在塑膠改性及塑膠合金方面積累的經驗，加快pc合金等複合材料開發、生產及套用，其中最為重要的是：
pc/abs合金，pc與abs共混物可以綜合pc和abs的優良性能，一方面可以提高abs的耐熱性、抗衝擊和拉伸強度，另一方面可以降低pc成本和熔體粘度，改善加工性能，減少製品內應力和衝擊強度對製品厚度的敏感性。目前pc/abs合金髮展迅速，全球產量約為85萬噸/a左右，國需求量約為20萬噸/a左右。世界各大公司紛紛開發推出pc/abs合金新品種，如阻燃、玻纖增強、電鍍、耐紫外線等品種，主要用於汽車工業、計算機、複印機和電子電氣部件等。國內主要研究與生產公司有上海傑事傑公司、中科院長春套用化學所、蘭州大學等單位。
pc/pbt(聚對苯二甲酸丁二醇酯)合金，將pbt與pc共混製得合金材料可以提高pc流動性、改善了加工性能和耐化學藥品性。日本科研人員用pc和pbt在酯交換催化劑存在下，製得pc/pbt共混物，綜合性能良好，而且具有較好透明性；用與pc折光率相近的玻璃纖維增強pc/pbt，不但體系綜合性能優良，而且具有很好的透明性，可以做玻璃代替材料。目前國外pc/pbt合金產品主要用於汽車保險槓、包裝薄膜材料、汽車底座和座位等。國內研究剛剛起步。
此外pc/ps(聚苯乙烯)合金、pc/pet(聚對苯二甲酸乙二醇酯)合金、液晶聚酯改性pc、pet/pcl(由乙二醇、低分子量聚已內酯和對苯二甲酸共聚而成的多嵌段共聚酯)與pc共混改性、聚(1,4-環已烷二甲酸-1，4-環已烷二甲醇)酯改性pc等值得關注和研究開發。
其次應緊跟國際發展潮流，加之pc合金材料的研究不斷進展，pc的套用範圍不斷擴大，要加快pc消費領域的拓展。
寬波透光的光學器械，
pc片材特別適宜於製作眼鏡鏡片，在pc分子鏈中引入矽氧基團，可以提高其硬度及耐擦傷性。pc作為高折射率塑膠，用於製作耐高溫光學纖維的芯材，若在pc分子鏈中的c-h鏈為c-f鏈所取代，則可以對可見光的吸收減少，能有效降低傳遞途中的信號損失。另外pc良好透光性，在透明窗材、高層建築幕牆、機場和體育場館透明建築材料等方面套用非常普遍和具有潛力，今後重點是提高表面硬度和抗靜電性。pc片抗衝擊。眼鏡片的薄厚：普通樹脂片很厚，玻璃片較厚，中折樹脂片較薄，pc片和高折樹脂片更薄，高折玻璃片最薄。
阻燃環保的通信電器，今後應重點開發阻燃pc用於通信電器領域中，因此無污染阻燃pc材料成為開發重點，溴系阻燃劑由於毒性在減少使用，而無鹵環保磷系阻燃劑會明顯降低pc的熱變形溫度和衝擊強度，因此比較適宜的是有機矽系阻燃劑。另外隨著通信電器輕量小型化對pc材料提出更高要求，目前pc/abs合金就特別適宜在通信電器及航空航天工業中套用。
表面金屬化的汽車部件，pc表面金屬化後具有良好的金屬光澤及高強度，廣泛套用於各種汽車零部件中，但是電鍍過程中會降低它的衝擊韌性，因此採用彈性體與pc進行共混合改性，所含彈性體分散了致開裂應力，雖經電鍍也不會降低其衝擊韌性，因此電鍍級pc樹脂非常具有開發前景。另外表面金屬化的pc還可以作為電磁波的禁止材料，套用計算機中。
低殘留有害物的食品容器，工業合成pc是雙酚a型，由於合成時候有微量未反應的單體雙酚a殘留在樹脂中，在作為飲用水桶和食品容器時候，易被溶出從而影響人們身體健康，因此要開發衛生級的pc樹脂，用作飲水桶和其他食品容器的生產與使用，作為飲水桶和其他食品包裝材料及容器pc在國內套用前景非常看好。
防開裂脆化的醫療器械，pc具有諸多優異性能，目前已經套用醫療器械中，由於其耐化學品性較差，在化學藥品存在下易引起內應力開裂，如pc在人工透析器、人工肺等醫療器械中套用要解決高溫消毒導致裂紋的老化現象，若克服這些缺點，pc在醫療器械中套用可迅速擴大。
食品包裝材料及容器pc在國內套用前景看好
