PC是分子鏈中含有碳酸酯基的一類(lèi)高分子聚合物總稱(chēng),根據(jù)酯基的種類(lèi)不同,可分為脂肪族PC、脂環(huán)族PC、芳香族PC等。PC主要用于薄膜/片材、汽車(chē)、電子/電氣、器具/家庭用品等領(lǐng)域,應(yīng)用前景廣大。PC生產(chǎn)工藝主要有光氣界面法和熔融酯交換法兩類(lèi)。其中,熔融酯交換法根據(jù)碳酸二苯酯(DPC)的來(lái)源分為傳統(tǒng)酯交換法和非光氣酯交換法。光氣界面縮聚法工藝路線成熟、生產(chǎn)成本較低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、易加工、分子量高,能滿(mǎn)足各種性能要求的用途,是目前工業(yè)上生產(chǎn)PC應(yīng)用十分為廣大的工藝。但該工藝生產(chǎn)中使用劇毒光氣,對(duì)環(huán)境有較大影響,目前處于限制發(fā)展?fàn)顟B(tài)。開(kāi)發(fā)不用光氣來(lái)生產(chǎn)PC的新工藝成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn),綠色環(huán)保生產(chǎn)工藝是未來(lái)PC工藝發(fā)展方向。應(yīng)嚴(yán)格地控制聚碳酸酯之水份在0.02%以下,以避免成型品的機(jī)械強(qiáng)度降低或表面產(chǎn)生氣泡、銀紋等之異常外觀。浙江日本UMGPC塑膠原料
世界PC生產(chǎn)及消費(fèi)需求穩(wěn)步增長(zhǎng),產(chǎn)能增速高于消費(fèi)增速。2019年世界PC產(chǎn)能同比增長(zhǎng)8.4%,產(chǎn)量和需求分別增長(zhǎng)3.9%,裝置平均開(kāi)工率77.7%,較上年下降3.4個(gè)百分點(diǎn)。亞洲需求的增長(zhǎng)帶動(dòng)了世界PC生產(chǎn)能力的迅速提升,世界PC生產(chǎn)中心向亞洲尤其是中國(guó)等東北亞地區(qū)國(guó)家轉(zhuǎn)移。2019年?yáng)|北亞、北美和西歐地區(qū)產(chǎn)能占世界總產(chǎn)能的85.5%,產(chǎn)量占85.3%,消費(fèi)量占80.2%。隨著中國(guó)產(chǎn)能的不斷增加,東北亞PC產(chǎn)能從2014年占世界總產(chǎn)能的38.2%增長(zhǎng)到2019年的49.7%。2018年P(guān)C的國(guó)際貿(mào)易總額達(dá)到117.6億美元,總貿(mào)易量為394.0萬(wàn)噸,同比分別增長(zhǎng)19.6%和12.2%。從價(jià)格看,2018年世界PC平均出口價(jià)為2986.0美元/噸,同比增長(zhǎng)6.9%。中國(guó)、墨西哥和中國(guó)香港是世界PC主要進(jìn)口國(guó)家,合計(jì)進(jìn)口量約占世界總進(jìn)口量的44.4%。韓國(guó)、泰國(guó)和美國(guó)是主要出口國(guó)家,合計(jì)出口量約占世界總出口量的36.6%。北京日本帝人PC廠家直銷(xiāo)若模溫過(guò)高,制件冷卻慢,成型周期長(zhǎng),表面光澤差,又會(huì)造成粘模,使頂出和脫模困難,制件橋區(qū)、翹曲變形。
中國(guó)是很早開(kāi)始聚碳酸酯技術(shù)開(kāi)發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)的國(guó)家之一,但是由于裝置規(guī)模小、技術(shù)水平落后、產(chǎn)品質(zhì)量差等原因?qū)е铝水a(chǎn)品無(wú)法與國(guó)外相競(jìng)爭(zhēng)。2005年以來(lái),隨著拜耳(現(xiàn)為科思創(chuàng))、帝人、三菱等外資企業(yè)開(kāi)始在中國(guó)投資建設(shè)聚碳酸酯裝置,中國(guó)聚碳酸酯市場(chǎng)一度幾乎為外資企業(yè)壟斷。近幾年,國(guó)內(nèi)企業(yè)聚碳酸酯項(xiàng)目的投產(chǎn)打破了外資企業(yè)的壟斷。浙鐵大風(fēng)是國(guó)內(nèi)較早家商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的聚碳酸酯內(nèi)資企業(yè),一期10萬(wàn)噸/年非光氣法聚碳酸酯項(xiàng)目已于2014年建成,并于2015年4月開(kāi)始穩(wěn)定生產(chǎn)。萬(wàn)華化學(xué)具有界面光氣法的完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),一期7萬(wàn)噸項(xiàng)目2017年已經(jīng)投產(chǎn),2018年第二條產(chǎn)線投產(chǎn)后產(chǎn)能將達(dá)到20萬(wàn)噸。
發(fā)展歷史聚碳酸酯從俄羅斯人實(shí)驗(yàn)室1859年發(fā)明到1958年GE和拜耳實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)花了整整100年。1859年,俄國(guó)化學(xué)家布特列羅夫(Butlerov)首先合成出聚碳酸酯,其后,Einhorn曾再次試制出這種聚合物。1881年,Birnbaun和Luria發(fā)表了聚碳酸酯類(lèi)縮合物的研究論文。在布特列羅夫發(fā)現(xiàn)聚碳酸酯將近100年后,德國(guó)拜耳公司(BayerA.G.)和美國(guó)GE公司(GeneralElectricCompany)開(kāi)始開(kāi)發(fā)聚碳酸酯。這兩家公司幾乎同時(shí)開(kāi)發(fā),同時(shí)建廠。德國(guó)拜耳公司在其所屬工廠的實(shí)驗(yàn)室在1953年試制成功,美國(guó)GE塑料公司(GEPlasticCompany)科學(xué)家Daniel申請(qǐng)了聚碳酸酯,緊接著,GE公司也申請(qǐng)了專(zhuān)利。聚碳酸酯很突出的是高溫下對(duì)微量水分的敏感性。
注射溫度聚碳酸酯的熱加工特性有兩個(gè)方便之處:有較高的熱穩(wěn)定性和很寬的成型溫度范圍;由溫度變化引起粘度變化較大,由剪切速率變化引起粘度變化較小。即聚碳酸酯熔融流動(dòng)性大受溫度變化的影響,而壓力的影響作用不大。所以歷來(lái)都是把注塑溫度的調(diào)節(jié)作為順利進(jìn)行成型和控制制件質(zhì)量的必要而有效的手段。但要注意,若溫度過(guò)低,因粘度大,供料不足,制件表面收縮或起波紋,無(wú)光澤,銀絲凌亂;溫度過(guò)高或高于320℃而停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)造成嚴(yán)重降解,制件帶飛邊,轉(zhuǎn)為暗褐色,表面有銀絲暗條,斑點(diǎn)和紋跡,內(nèi)部有氣泡,各種性能都變劣。加長(zhǎng)保壓時(shí)間,尤其對(duì)大面積厚壁制件,可增加其密度,消除真空洞,提高尺寸穩(wěn)定性;北京廣州LGPC樹(shù)脂
PC用玻纖或碳纖維進(jìn)行增強(qiáng)改性,提高機(jī)械強(qiáng)度。浙江日本UMGPC塑膠原料
PC聚碳酸酯塑料是幾乎無(wú)色的玻璃態(tài)的無(wú)定形聚合物,有很好的光學(xué)性。PC高分子量樹(shù)脂有很高的韌性,懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度為600~900J/m,未填充牌號(hào)的熱變形溫度大約為130℃,玻璃纖維增強(qiáng)后可使這個(gè)數(shù)值增加。PC的彎曲模量可達(dá)2400MPa以上,樹(shù)脂可加工制成大的剛性制品。低于100℃時(shí),在負(fù)載下的蠕變率很低。PC耐水解性差,不能用于重復(fù)經(jīng)受高壓蒸汽的制品。PC材料具有阻燃性、耐磨、抗氧化性。聚碳酸酯無(wú)色透明,耐熱,抗沖擊,阻燃BI級(jí),在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機(jī)械性能。同性能與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UL94V-0級(jí)阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相對(duì)聚碳酸酯價(jià)格較低,并可通過(guò)本體聚合的方法生產(chǎn)大型的器件。浙江日本UMGPC塑膠原料
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