元素百科介绍聚碳酸酯的特点以及如何合成。聚碳酸酯(以下简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的聚合物聚合物。根据酯基的结构,可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等类型。其中,由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低,其在工程塑料中的应用受到限制。

聚碳酸酯的特点是什么?
1、强度和弹性系数高,冲击强度高,使用温度范围广;
2、高透明度和自由染色;
3、形成收缩率低,尺寸稳定性好;
4、耐疲劳性好;
5、耐候性佳;
6、优良的电气特性;
7、无味对人体无害,符合卫生安全要求。
聚碳酸酯合成方法
聚碳酸酯主要由双酚A和光气合成,其主链含有苯环和四代季碳原子,刚性和耐热性增加,Tm=265-270℃,Tg=149℃是一种重要的工程塑料,能在15-130℃内保持良好的机械性能,具有良好的抗冲击性和透明性,尺寸稳定,抗蠕变,性能优于聚酯。但聚碳酸酯易应力开裂,加热时易水解,加工前应充分干燥。
聚碳酸酯的制备方法包括酯交换法和光直接法。
(1)酯交换法
其原理类似于生产聚酯聚酯的酯交换方法。双酚A与碳酸二苯酯熔化收缩,酯交换,在高温减压条件下不断消除苯酚,提高反应程度和分子量。
酯交换法分为两个阶段:第一阶段,温度为180-200℃,压力为270-400Pa,反应为1-3h,转化率为80%-90%;第二阶段,290-300℃,130Pa以下,加深反应程度。碳酸二苯酯应过量,通过酯交换反应排出苯酚,通过苯酚排出调节两基团数比,控制分子量。
苯酚沸点高,不容易从高粘度熔体中去除。聚碳酸酯的熔体粘度远高于聚酯聚酯,如3万分子量和300℃时的600Pa·s,对反应设备的混合和传热有更高的要求。因此,酯交换聚碳酸酯的分子量有限,不超过3万。
(2)光气直接法
光属酰氯,活性高,可与羟基化合物直接酯化。界面缩聚技术主要用于光气合成聚碳酸酯。双酚A和氢氧化钠作为水相,光有机溶液(如二氯甲烷)作为另一相,胺(如四丁基溴化铵)作为催化剂,在50℃下反应。反应主要在水相的一侧,反应器内的搅拌应确保有机相中的光及时扩散到界面,以便进行反应。光直接法比酯交换法经济,分子量也较高。
界面缩聚是一种不可逆反应,不严格要求两个基团数相等。一般来说,光气稍微过多,以弥补水解损失。端基封锁可添加少量单官能团苯酚,以控制分子量。双酚A对聚碳酸酯的纯度要求高,规格具体,不得含有单酚和三酚。否则,聚碳酸酯无法获得聚合物量或产生交联。

