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聚碳酸酯简介

聚碳酸酯是五大通用工程塑料之一，其产量和消费量居工程塑料第一位。其综合性能优异，尤其具有突出的抗冲击性、透明性和尺寸稳定性，优良的机械强度和电绝缘性，较宽的使用温度范围（-60~120℃）等，是其它通用工程塑料无法比拟的。因此自从工业化以来，颇受人们的青睐。目前世界上聚碳酸酯产能已达250万~280万吨，年需求量为300万吨左右，已在国民经济各个领域，包括电子、电气、汽车、建筑、办公机械、包装、运输器械、医疗保安、日用百货、食品等部门内获得了普遍应用，并呈现出不断扩大的势头。
当前，PC的应用正迅速扩展到航空、航天、电子计算机、光盘等许多高新技术领域，尤其在光盘的使用上，发展速度惊人。在汽车窗玻璃的应用也已经变为现实。同时PC还可与其它许多树脂共混而形成共混物合金，改善其抗溶剂性及耐磨性等较差的缺点，性能会更加完善，适应更多特定应用领域对成本和性能的要求。

聚碳酸酯(PC)是分子链的重复结构单元为碳酸酯的聚合物。对于二羟基化合物线性结构的聚碳酸酯，其通式为：

式中R代表二羟基化合物HO-R-OH的母核，随着R集团的不同，可分为：

⑴ 脂肪族聚碳酸酯：（R为 [CH2]m）熔点低，亲水性强，热稳定性和力学强度稍差，不能作为工程塑料使用。

⑵ 脂肪-芳香族聚碳酸酯：（在脂肪族聚碳酸酯中含有芳香环）结晶能力强，性脆，力学强度差，实用价值不大；
⑶ 芳香族聚碳酸酯：（R为含苯环的基团）在工程上具有实用价值，其中产量最大，用途最广而又最早实现工业化生产的则是双酚A型PC，其特点是原料价格低廉，加工性能及制品性能超群，本章主要叙述的即是这种聚合物。
3.酯交换法制备聚碳酸酯：
酯交换法又称为熔融缩聚法，聚合时不使用溶剂，故不需要回收溶剂的设备，产品可以直接挤出造粒。缺点是反应时间较长，并需在高温和高真空下进行。由于反应物料的粘度较高，使反应过程的热交换、物料的均匀混合及低分子化合物的排除困难，很难制得高分子量的聚合物。
酯交换法是在碱性催化剂（碱金属或碱土金属盐类）存在下，将双酚A与碳酸二苯酯在高温、高真空和熔融条件下进行的
整个聚合过程可分为三个阶段：酯交换、缩聚、后处理
（1）酯交换

    将双酚A和碳酸二苯酯加入酯交换反应釜熔融后，加入催化剂，在6650Pa真空及大约175℃条件下进行酯交换的第一阶段反应，形成低聚物。当副产物苯酚蒸出量达到预定要求时，再在230℃左右、1330~5320Pa真空下进行第二阶段酯交换反应。当有大约80%~90%苯酚被交换出来时，酯交换反应即告结束，用氮气将反应物压缩至缩聚釜。
       酯交换反应采用的催化剂有苯甲酸钠、醋酸锂、醋酸铬、醋酸钴等，一般来说酯交换反应速度与催化剂浓度成正比关系，催化剂浓度越高，产物中残存的碱量亦越高，给后处理带来困难，且使产品的热稳定性降低，性能变恶。
    反应速度受温度的影响很大，提高反应温度，反应速度加快，但是超过180℃时双酚A容易发生分解，所以酯交换反应初期温度不超过180℃。至双酚A已转化为低聚物后，温度就可提高，以促进反应程度的加深，这样以两个阶段控制酯交换反应，可以减少催化剂用量，加快反应速度，保证产品质量。
（2）缩聚
将酯交换后的反应后在搅拌及真空（小于133Pa）下，控制釜内温度为295~300℃，进行缩聚反应，脱去苯酚和碳酸二苯酯。随着反应的进行，生成物熔融粘度增加，分子量增大，直至成为高分子量聚碳酸酯，即以氮气将树脂由釜内压出，物料经釜底的铸型孔流出成条状或片状，冷却后通过切粒机制成一定规格的颗粒料。
     熔融缩聚是可逆平衡反应，只有从反应系统中不断地移出低分子副产物，反应才能向生成高分子聚碳酸酯的方向进行。随着反应程度的加深，聚合物粘度不断增加，低分子物的排除困难，因此反应系统的高度真空是保证反应顺利进行的必要条件，否则产品的分子量难以超过3万。
（3）后处理

后处理是用10%的盐酸浸泡粒料，以除去碱性催化剂的碱金属离子，再用无离子水洗涤至PH值等于7，干燥后包装。产物相对分子量约为2.5万。
聚碳酸酯中的碱性催化剂必须除掉，否则热塑性加工时将导致聚合物的分解和降解。杂质和水分对聚碳酸酯的质量也有很大影响，前者易使聚合物变色；后者明显降低聚碳酸酯的分子量。

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